來自支付寶資深數(shù)據(jù)庫架構(gòu)師童家旺給大家分享的關(guān)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能優(yōu)化的一點(diǎn)想法，他從自己的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)了關(guān)于數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的性能優(yōu)化。

▲支付寶資深數(shù)據(jù)庫架構(gòu)師童家旺

首先，童家旺介紹了他認(rèn)為的什么是優(yōu)化：

***、做任何事情最快的方法就是什么也不做。

第二、不訪問不必要的數(shù)據(jù)：使用B*Tree/hash等方法定位必要的數(shù)據(jù)。使用column Store或分表的方式將數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)。使用Bloom filter算法排除空值查詢。

第三、合理的利用硬件來提升訪問效率：使用緩存消除對數(shù)據(jù)的重復(fù)訪問。使用批量處理來減少磁盤的Seek操作。使用批量處理來減少網(wǎng)絡(luò)的Round Trip。使用SSD來提升磁盤訪問效率。

響應(yīng)時(shí)間和吞吐量之間的關(guān)系

1、性能。衡量完成特定任務(wù)的速度或效率。

2、響應(yīng)時(shí)間。衡量系統(tǒng)與用戶交互式多久能夠發(fā)出響應(yīng)。

3、吞吐量。衡量系統(tǒng)在單位時(shí)間里可以完成的任務(wù)量。

▲反應(yīng)時(shí)間

▲傳統(tǒng)磁盤的訪問特性

B*Tree優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問介紹

▲B*Tree優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問

B*Tree優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問模擬場景

▲B*Tree優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問模擬場景

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童家旺通過阿里巴巴的真實(shí)應(yīng)用場景介紹了如何用分表存儲(chǔ)來提高性能。

一、場景介紹：

1. 表VeryBigTable含有30個(gè)列
2. 表的記錄數(shù)為50,000,000條
3. 平均每個(gè)用戶為300條左右
4. 其中有2個(gè)列屬于詳細(xì)描述字段,平均長度為2k
5. 其它的列的總長度平均為250個(gè)字節(jié)
6. 此表上的查詢有兩種模式
7. 列出表中的主要信息(每次20條,不包含詳細(xì)信息,90%的查詢)
8. 查看記錄的詳細(xì)信息(10%的查詢)
9. 保存與Oracle數(shù)據(jù)庫,默認(rèn)block_size(8k)

二、要求：

1. 對此業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化
2. 分析數(shù)據(jù),說服開發(fā)部門實(shí)施此優(yōu)化

三、性能分析

1、每塊記錄數(shù)

8192 * 0.80(1) / 250 = 25.5 (主表)

8192 * 0.80 / 2000 = 3.27(詳情表)

8192 * 0.80 / ( 2000 + 250 ) = 2.91

2、訪問的邏輯IO(內(nèi)存塊訪問)

List的查詢代價(jià)

改進(jìn)后=( 300/25.5 ) * y + 4 + x = 4 + x + 11.8y = 4(2) + 7(3) + 11.8 * 1.5(4) = 28.7

改進(jìn)前=( 300/2.91 ) * y + 4 + x = 4 + x + 103.y = 4 + 7 + 103 * 1.5 = 165.5

3、訪問涉及到的物理讀(磁盤塊訪問)

List的查詢代價(jià)(邏輯IO * ( 1 – 命中率 ))

改進(jìn)后=28.7 * ( 1 – 0.85(5)) = 4.305

改進(jìn)前=165.5 * ( 1 – 0.85 ) = 24.825

4、訪問時(shí)間(ms)

改進(jìn)前=邏輯IO時(shí)間+物理IO時(shí)間= 28.7 * 0.01(6) + 4.305 * 7(7) = 30.422ms

改進(jìn)后=邏輯IO時(shí)間+物理IO時(shí)間= 165.5 * 0.01 + 24.825 * 7 = 175.43ms

場景

1. Read Intensive (R/W 20倍以上)
2. 業(yè)務(wù)可接受部分延遲(Delay)
3. 每天訪問量上億次
4. 系統(tǒng)IO壓力巨大(本地內(nèi)存無法容納活躍數(shù)據(jù))

要求

1. 優(yōu)化業(yè)務(wù)

方案

1. 使用緩存來減少應(yīng)用對后端的訪問

注意事項(xiàng)

1. 考慮緩存的刷新策略
2. 考慮緩存的數(shù)據(jù)延遲對業(yè)務(wù)的影響
3. 考慮緩存失效時(shí),系統(tǒng)的支撐能力

參考緩存工具

MemCached, Tair, Redis

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