一、当数据库开始"喘不过气"时

最近接手了一个电商平台的运维工作,遇到个挺有意思的问题。每天上午10点的秒杀活动时段,数据库就像早高峰的地铁一样拥挤,查询响应时间从平时的200ms直接飙升到5秒以上。这可不是简单的"等一等"就能解决的问题,用户可不会给第二次机会。

我们用的是KingbaseES数据库,作为国产数据库的佼佼者,它在常规场景下表现相当出色。但在高并发面前,就像个老实巴交的会计突然被要求处理双十一的订单,手忙脚乱在所难免。

二、找出拖慢速度的"罪魁祸首"

首先得搞清楚到底是哪些查询在拖后腿。KingbaseES自带的性能分析工具这时候就派上用场了:

-- 查询执行时间最长的SQL语句(KingbaseES语法)
SELECT 
    user_name,
    query,
    total_time,
    calls,
    mean_time,
    max_time
FROM 
    sys_stat_statements
ORDER BY 
    max_time DESC
LIMIT 10;

/*
user_name | query                          | total_time | calls | mean_time | max_time
----------+--------------------------------+------------+-------+-----------+---------
web_user | SELECT * FROM orders WHERE ... | 12500.32   | 1500  | 8.33      | 23.45
*/

这个查询帮我们揪出了几个"问题儿童":订单查询、库存检查和用户信息获取。特别是那个订单查询,最高竟然要23秒!

三、给数据库做"性能整形"

3.1 索引优化:给查询装上"加速器"

发现最耗时的订单查询是在没有索引的user_id和create_time字段上做条件筛选。这就好比在图书馆找书,没有目录只能一本本翻。

-- 添加复合索引(KingbaseES语法)
CREATE INDEX idx_orders_user_create ON orders(user_id, create_time) 
WITH (fillfactor=90);

-- 调整后的查询示例
EXPLAIN ANALYZE 
SELECT * FROM orders 
WHERE user_id = 10086 
AND create_time BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-06-30';

/*
                                                       QUERY PLAN
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Index Scan using idx_orders_user_create on orders  (cost=0.29..8.31 rows=1 width=136) (actual time=0.042..0.045 rows=3 loops=1)
   Index Cond: ((user_id = 10086) AND (create_time >= '2023-01-01'::date) AND (create_time <= '2023-06-30'::date))
 Planning Time: 0.191 ms
 Execution Time: 0.065 ms
*/

看,执行时间从秒级降到了毫秒级!fillfactor参数留出10%空间给后续更新,避免频繁的页分裂。

3.2 查询重写:让SQL学会"说重点"

原来的查询有个坏习惯:不管需要什么数据,上来就是SELECT *。这就像点外卖时说"把你们店所有菜都上一份",既浪费又慢。

-- 优化前的查询
SELECT * FROM products WHERE category_id = 5;

-- 优化后的查询
SELECT 
    product_id, 
    product_name, 
    price,
    stock
FROM 
    products 
WHERE 
    category_id = 5;

/*
优化效果:
- 数据传输量减少60%
- 执行时间从120ms降到45ms
*/

3.3 连接池配置:给数据库"减压阀"

应用服务器原来用的是基本连接池配置,高峰期连接数暴涨导致数据库不堪重负。调整后:

// Spring Boot配置示例(application.properties)
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=50
spring.datasource.hikari.minimum-idle=10
spring.datasource.hikari.idle-timeout=30000
spring.datasource.hikari.connection-timeout=2000
spring.datasource.hikari.max-lifetime=1800000

/*
配置说明:
- maximum-pool-size:根据服务器核心数×2 + 磁盘数确定
- idle-timeout:30秒不用的连接会被回收
- 超时设置避免请求长时间挂起
*/

四、高级技巧:当常规优化不够用时

4.1 查询缓存:给热门数据开"快速通道"

对于几乎不变的基础数据,比如省份列表,启用KingbaseES的查询缓存:

-- 启用查询缓存(KingbaseES语法)
ALTER SYSTEM SET shared_buffers = '4GB';  -- 总内存的25%
ALTER SYSTEM SET effective_cache_size = '12GB';

-- 对特定查询使用缓存提示
SELECT /*+ CACHE */ province_name FROM provinces;

/*
注意事项:
1. 仅适用于更新频率低的数据
2. 需要定期清理缓存避免内存占用过高
*/

4.2 读写分离:给数据库"分身术"

配置KingbaseES的物理复制,将读请求分流到备节点:

-- 在主库上创建复制槽(KingbaseES语法)
SELECT * FROM sys_create_physical_replication_slot('readonly_slot');

-- 在备库配置恢复参数(kingbase.conf)
hot_standby = on
primary_conninfo = 'host=master_host port=54321 user=repl_user password=repl_pwd'

应用层通过中间件实现读写分离,写操作走主库,读操作走备库。

4.3 分区表:时间数据的"分格收纳"

对于订单这种按时间增长的数据,采用范围分区:

-- 创建按月分区的订单表(KingbaseES语法)
CREATE TABLE orders (
    order_id BIGSERIAL,
    user_id BIGINT,
    amount NUMERIC(10,2),
    create_time TIMESTAMP
) PARTITION BY RANGE (create_time);

-- 创建具体分区
CREATE TABLE orders_202301 PARTITION OF orders
    FOR VALUES FROM ('2023-01-01') TO ('2023-02-01');
    
/*
优势:
1. 查询只需扫描特定月份分区
2. 可以单独备份/清理旧分区
3. 索引更小,效率更高
*/

五、避坑指南:那些年我们踩过的雷

  1. 过度索引陷阱:曾经给一个表加了15个索引,结果写操作比读还慢。经验法则是:每个表的索引数不要超过字段数的1/3。

  2. 统计信息过时:有次优化后性能反而下降,发现是统计信息没更新:

    ANALYZE VERBOSE orders;  -- KingbaseES中手动更新统计信息
    
  3. 连接泄漏:某次上线后连接数持续增长,最后发现是某处异常处理没关闭连接。现在我们会定期检查:

    SELECT count(*), state FROM sys_stat_activity GROUP BY state;
    
  4. 长事务问题:一个运行2小时的事务导致vacuum阻塞,整个表越来越臃肿。现在我们设置了事务超时:

    SET LOCAL statement_timeout = '30s';
    

六、效果验收:从蜗牛到猎豹的蜕变

经过两周的优化,关键指标变化如下:

指标 优化前 优化后 提升幅度
平均响应时间 4200ms 320ms 92%
最大并发数 150 850 467%
CPU使用率峰值 95% 65% 32%
错误率 8% 0.2% 97%

特别是那个订单查询,从23秒降到了稳定的200ms以内,用户投诉量直接归零。

七、写在最后:性能优化是门艺术

数据库优化就像给老房子做改造,既要懂结构力学,又要了解住户习惯。KingbaseES作为国产数据库,在功能和性能上已经不输传统大厂产品,但想要发挥它的全部实力,需要:

  1. 持续监控,建立性能基线
  2. 每次变更都要测量前后差异
  3. 保持适度的优化,过犹不及
  4. 做好文档记录,形成知识沉淀

记住,没有银弹式的优化方案,每个系统都有自己的脾气。关键是要保持耐心,像侦探一样抽丝剥茧,最终一定能找到那个让数据库重获新生的"魔法开关"。