MYSQL開發(fā)性能研究之批量插入數(shù)據(jù)的優(yōu)化方法

更新時間：2017年07月17日 17:07:08 作者：Aicrosoft Studio

在網(wǎng)上也看到過另外的幾種方法，比如說預(yù)處理SQL，比如說批量提交。那么這些方法的性能到底如何？本文就會對這些方法做一個比較

一、我們遇到了什么問題

在標準SQL里面，我們通常會寫下如下的SQL insert語句。

INSERT INTO TBL_TEST (id) VALUES(1);

很顯然,在MYSQL中，這樣的方式也是可行的。但是當我們需要批量插入數(shù)據(jù)的時候，這樣的語句卻會出現(xiàn)性能問題。例如說，如果有需要插入100000條數(shù)據(jù)，那么就需要有100000條insert語句，每一句都需要提交到關(guān)系引擎那里去解析，優(yōu)化，然后才能夠到達存儲引擎做真的插入工作。

正是由于性能的瓶頸問題，MYSQL官方文檔也就提到了使用批量化插入的方式，也就是在一句INSERT語句里面插入多個值。即，

INSERT INTO TBL_TEST (id) VALUES (1), (2), (3)

這樣的做法確實也可以起到加速批量插入的功效，原因也不難理解，由于提交到服務(wù)器的INSERT語句少了，網(wǎng)絡(luò)負載少了，最主要的是解析和優(yōu)化的時間看似增多，但是實際上作用的數(shù)據(jù)行卻實打?qū)嵉囟嗔恕Ｋ哉w性能得以提高。根據(jù)網(wǎng)上的一些說法，這種方法可以提高幾十倍。

然而，我在網(wǎng)上也看到過另外的幾種方法，比如說預(yù)處理SQL，比如說批量提交。那么這些方法的性能到底如何？本文就會對這些方法做一個比較。

二、比較環(huán)境和方法
我的環(huán)境比較苦逼，基本上就是一個落后的虛擬機。只有2核，內(nèi)存為6G。操作系統(tǒng)是SUSI Linux，MYSQL版本是5.6.15。

可以想見，這個機子的性能導(dǎo)致了我的TPS一定非常低，所以下面的所有數(shù)據(jù)都是沒有意義的，但是趨勢卻不同，它可以看出整個插入的性能走向。

由于業(yè)務(wù)特點，我們所使用的表非常大，共有195個字段，且寫滿（每個字段全部填滿，包括varchar）大致會有略小于4KB的大小，而通常來說，一條記錄的大小也有3KB。

由于根據(jù)我們的實際經(jīng)驗，我們很肯定的是，通過在一個事務(wù)中提交大量INSERT語句可以大幅度提高性能。所以下面的所有測試都是建立在每插入5000條記錄提交一次的做法之上。

最后需要說明的是，下面所有的測試都是通過使用MYSQL C API進行的，并且使用的是INNODB存儲引擎。

三、比較方法

理想型測試（一）——方法比較

目的：找出理想情況下最合適的插入機制

關(guān)鍵方法：

1. 每個進/線程按主鍵順序插入

2. 比較不同的插入方法

3. 比較不同進/線程數(shù)量對插入的影響

*“普通方法”指的是一句INSERT只插入一個VALUE的情況。

*“預(yù)處理SQL”指的是使用預(yù)處理MYSQL C API的情況。

* “多表值SQL(10條）”是使用一句INSERT語句插入10條記錄的情況。為什么是10條？后面的驗證告訴了我們這樣做性能最高。

結(jié)論，很顯然，從三種方法的趨勢上來看，多表值SQL(10條）的方式最為高效。

理想型測試（二）——多表值SQL條數(shù)比較

很顯然，在數(shù)據(jù)量提高的情況下，每條INSERT語句插入10條記錄的做法最為高效。

理想型測試（三）——連接數(shù)比較

結(jié)論：在2倍與CPU核數(shù)的連接和操作的時候，性能最高

一般性測試—— 根據(jù)我們的業(yè)務(wù)量進行測試

目的：最佳插入機制適合普通交易情況？

關(guān)鍵方法：

1. 模擬生產(chǎn)數(shù)據(jù)(每條記錄約3KB)

2. 每個線程主鍵亂序插入

很顯然，如果是根據(jù)主鍵亂序插入的話，性能會有直線下降的情況。這一點其實和INNODB的內(nèi)部實現(xiàn)原理所展現(xiàn)出來的現(xiàn)象一致。但是仍然可以肯定的是，多表值SQL(10條）的情況是最佳的。

壓力測試

目的：最佳插入機制適合極端交易情況？

關(guān)鍵方法：

1. 將數(shù)據(jù)行的每一個字段填滿（每條記錄約為4KB）

2. 每個線程主鍵亂序插入

結(jié)果和我們之前的規(guī)律類似，性能出現(xiàn)了極端下降。并且這里驗證了隨著記錄的增大（可能已經(jīng)超過了一個page的大小，畢竟還有slot和page head信息占據(jù)空間），會有page split等現(xiàn)象，性能會下降。

四、結(jié)論

根據(jù)上面的測試，以及我們對INNODB的了解，我們可以得到如下的結(jié)論。

•采用順序主鍵策略（例如自增主鍵，或者修改業(yè)務(wù)邏輯，讓插入的記錄盡可能順序主鍵）

•采用多值表（10條）插入方式最為合適

•將進程/線程數(shù)控制在2倍CPU數(shù)目相對合適

五、附錄

我發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上很少有完整的針對MYSQL 預(yù)處理SQL語句的例子。這里給出一個簡單的例子。

--建表語句
CREATE TABLE tbl_test 
(
  pri_key varchar(30), 
  nor_char char(30), 
  max_num DECIMAL(8,0), 
  long_num DECIMAL(12, 0), 
  rec_upd_ts TIMESTAMP
);

c代碼

#include <string.h>
#include <iostream>
#include <mysql.h>
#include <sys/time.h>
#include <sstream>
#include <vector>
 
using namespace std;
 
#define STRING_LEN 30
  
char    pri_key            [STRING_LEN]= "123456"; 
char    nor_char           [STRING_LEN]= "abcabc"; 
char    rec_upd_ts          [STRING_LEN]= "NOW()"; 
 
bool SubTimeval(timeval &result, timeval &begin, timeval &end)
{
  if ( begin.tv_sec>end.tv_sec ) return false;
 
  if ( (begin.tv_sec == end.tv_sec) && (begin.tv_usec > end.tv_usec) )  
    return  false;
 
  result.tv_sec = ( end.tv_sec - begin.tv_sec );  
  result.tv_usec = ( end.tv_usec - begin.tv_usec );  
 
  if (result.tv_usec<0) {
    result.tv_sec--;
    result.tv_usec+=1000000;} 
  return true;
}
 
int main(int argc, char ** argv)
{
  INT32 ret = 0;
  char errmsg[200] = {0};
  int sqlCode = 0;
 
  timeval tBegin, tEnd, tDiff;
   
  const char* precompile_statment2 = "INSERT INTO `tbl_test`( pri_key, nor_char, max_num, long_num, rec_upd_ts) VALUES(?, ?, ?, ?, ?)";
   
  MYSQL conn;
  mysql_init(&conn);
   
  if (mysql_real_connect(&conn, "127.0.0.1", "dba", "abcdefg", "TESTDB", 3306, NULL, 0) == NULL)
  {
    fprintf(stderr, " mysql_real_connect, 2 failed\n");
    exit(0);
  }
   
  MYSQL_STMT  *stmt = mysql_stmt_init(&conn);
  if (!stmt)
  {
   fprintf(stderr, " mysql_stmt_init, 2 failed\n");
   fprintf(stderr, " %s\n", mysql_stmt_error(stmt));
   exit(0);
  }
   
  if (mysql_stmt_prepare(stmt, precompile_statment2, strlen(precompile_statment2)))
  {
   fprintf(stderr, " mysql_stmt_prepare, 2 failed\n");
   fprintf(stderr, " %s\n", mysql_stmt_error(stmt));
   exit(0);
  }
   
  int i = 0; 
  int max_num = 3;
  const int FIELD_NUM = 5;
  while (i < max_num)
  {
    //MYSQL_BIND  bind[196] = {0};
    MYSQL_BIND  bind[FIELD_NUM];
    memset(bind, 0, FIELD_NUM * sizeof(MYSQL_BIND));
   
    unsigned long str_length = strlen(pri_key);
    bind[0].buffer_type  = MYSQL_TYPE_STRING;
    bind[0].buffer    = (char *)pri_key;
    bind[0].buffer_length = STRING_LEN;
    bind[0].is_null    = 0;
    bind[0].length    = &str_length;
     
    unsigned long str_length_nor = strlen(nor_char);
    bind[1].buffer_type  = MYSQL_TYPE_STRING;
    bind[1].buffer    = (char *)nor_char;
    bind[1].buffer_length = STRING_LEN;
    bind[1].is_null    = 0;
    bind[1].length    = &str_length_nor;
     
    bind[2].buffer_type  = MYSQL_TYPE_LONG;
    bind[2].buffer    = (char*)&max_num;
    bind[2].is_null    = 0;
    bind[2].length    = 0;
     
    bind[3].buffer_type  = MYSQL_TYPE_LONG;
    bind[3].buffer    = (char*)&max_num;
    bind[3].is_null    = 0;
    bind[3].length    = 0;
     
    MYSQL_TIME ts;
    ts.year= 2002;
    ts.month= 02;
    ts.day= 03;
    ts.hour= 10;
    ts.minute= 45;
    ts.second= 20;
     
    unsigned long str_length_time = strlen(rec_upd_ts);
    bind[4].buffer_type  = MYSQL_TYPE_TIMESTAMP;
    bind[4].buffer    = (char *)&ts;
    bind[4].is_null    = 0;
    bind[4].length    = 0;
     
    if (mysql_stmt_bind_param(stmt, bind))
    {
      fprintf(stderr, " mysql_stmt_bind_param, 2 failed\n");
      fprintf(stderr, " %s\n", mysql_stmt_error(stmt));
      exit(0);
    }
     
    cout << "before execute\n";
    if (mysql_stmt_execute(stmt))
    {
     fprintf(stderr, " mysql_stmt_execute, 2 failed\n");
     fprintf(stderr, " %s\n", mysql_stmt_error(stmt));
     exit(0);
    }
    cout << "after execute\n";
     
    i++;
  }
   
  mysql_commit(&conn);
   
  mysql_stmt_close(stmt);
 
  return 0;  
}

以上就是mysql批量插入數(shù)據(jù)的優(yōu)化方法,建議大家也可以多看下腳本之家以前的文章。

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