基于MySQL的高性能數據庫應用開發

在數據庫的應用開發中，常常會遇到性能和代價的之間矛盾。以作者在開發股市行情查詢和交易系統中遇到的問題為例，要在實時記錄1000多只股票每分鐘更新一次的行情數據的同時，響應大量并發用戶的數據查詢請求?？紤]到性價比和易維護性，系統又要求在基于PC服務器，Windows NT平臺的軟硬件環境下實現。開始，我們采用了MS SQL Server 6.5 作為數據庫系統，用Visual C++ 6.0開發了訪問數據庫的前端，應用ODBC數據接口，在進行了大量的數據庫配置和程序優化后，發現仍不能滿足性能要求。后采用SQL Server的DB-Library接口，繞過了ODBC解釋層，可以每秒更新行情數據30次，同時支持20－30個左右的并發用戶進行行情查詢，基本滿足要求（單臺PC服務器，單PII350 CPU，內存128M，SCSI硬盤）。有沒有可能進一步提高系統的性能和負載能力呢？經過分析，數據庫服務器是系統的瓶頸。當然，可以采用UNIX服務器＋大型數據庫的系統平臺，但其開發、運行、維護的費用比微機＋Windows NT平臺的費用高出數倍。我們在其它一些系統的開發中，也經常遇到這樣的矛盾。如何在微機平臺上建立大容量、高效率、易維護、高性價比的數據庫系統呢？

---- 考察國內基于微機平臺的數據庫應用系統，典型的如網易的分布式郵件系統，采用了FreeBSD+MySQL的平臺，其容量、負載能力和響應速度都很優秀。作者查閱了MySQL的相關文檔，發現MySQL是GNU軟件（即OpenSource自由軟件）中非常優秀的數據庫系統，它完全符合SQL92 （Entry level）和 ODBC（ level 0-2）規范，在符合POSIX規范的操作系統上實現了非常高效的關系型數據庫管理系統。根據MySQL提供的文檔，它的數據操作堪稱所有數據庫中最高效的，Benchmark如下表：

Reading 2000000 rows by index
Database Seconds
mysql 367
mysql_odbc 464
db2_odbc 1206
informix_odbc 121126
ms-sql_odbc 1634
oracle_odbc 20800
solid_odbc 877
sybase_odbc 17614

Inserting (350768) rows
Database Seconds
mysql 381
mysql_odbc 619
db2_odbc 3460
informix_odbc 2692
ms-sql_odbc 4012
oracle_odbc 11291
solid_odbc 1801
sybase_odbc 4802
(run on the same NT 4.0 machine)

---- 從MySQL的Benchmark中可以看到，MySQL的性能非常出眾（當然，測試的MySQL系統可能作了優化，被測數據可能是針對MySQL選擇的），而且MySQL提供了對Windows NT的支持。Windows NT＋MySQL能否成為構建高性能數據庫應用的理想選擇呢？作者用MySQL的數據接口改寫了程序，經過一段時間的運行，證明MySQL確實是高效而穩定的數據庫，非常適合構建大容量、高效率、易維護、高性價比的數據庫應用系統?，F將MySQL的安裝、運行、開發的心得與大家共享。
二、MySQL的安裝和運行

---- 首先從（國內用戶可以從）下載MySQL的執行代碼及源代碼。注意，Windows NT用戶要選擇NT下的執行代碼，我下載的是mysql-shareware-3.22.32-win.zip。解包后執行Setup，按屏幕提示即可完成安裝。

---- 拷貝MySQL根目錄（c:mysql）下的my-example.cnf到c:my.cnf，按文件中的提示編輯my.cnf（如果MySQL的根目錄是c:mysql，可暫不改動my.cnf）。在NT的控制臺窗口中，進入MySQL的執行目錄（c:mysqlbin），執行

---- C:mysqlbinmysqld-shareware --standalone
---- 則MySQL的數據庫引擎啟動。打開另一NT控制臺窗口，執行
---- C:mysqlbinmysql mysql
---- 建立數據庫連接，出現“mysql>”提示符后，執行
---- mysql > DELETE FROM user WHERE Host="localhost" AND User="";
---- mysql > QUIT
---- 刪除所有的非授權用戶。
---- 然后執行
---- C:mysqlbinmysqladmin reload
---- C:mysqlbinmysqladmin -u root password your_password
---- 其中，your_password是你選擇的數據庫管理員的口令，必須妥善保管。

---- 如果要每次都以管理員身份連接數據庫，則編輯c:my.cnf，在[client]段中加入：

user=root
password= your_password
如果要停止MySQL的數據庫引擎，可以執行
C:mysqlbinmysqladmin -u=root -p shutdown
按提示輸入管理員口令后，MySQL的數據庫引擎停止。

三、MySQL客戶端應用的開發
---- MySQL提供了豐富的數據接口API，包括C、C++、Perl、PHP、Python、TCL等API和JDBC，ODBC接口。出于性能考慮，我們采用了MySQL的C API進行開發?，F以Visual C++環境為例，作一簡單介紹。

---- 新建一Win32 Console Application的Project，把“c:mysqlinclude”添加到編譯選項的包含路徑中（在Project Options中加入 /I "d:mysqlinclude"）。新建一main.c文件，主體如下：

#include
#include
#include
#include
int main( int argc, char * argv[] )
{
char szTargetDSN[] = "test";
char szSqlText[500]="";
char aszFlds[ 25 ][ 25 ];
MYSQL * myData ;
MYSQL_RES * res ;
MYSQL_FIELD * fd ;
MYSQL_ROW row ;
int i,j,k;
BOOL bCreate ＝ TRUE;

if ( (myData = mysql_init((MYSQL*) 0))
//初始化數據結構
&& mysql_real_connect( myData, NULL,
//連接數據庫
"root", " your_password ", szTargetDSN,
MYSQL_PORT, NULL, 0 ) )
{
if(bCreate)
{
sprintf(szSqlText, //構造SQL語句
"create table mytable "
//新建一張表
"(time datetime, s1 char(6), "
"s2 char(11), s3 int, s4 int)");
if (mysql_query( myData, szSqlText))
//執行SQL語句
{//執行SQL語句出錯
ErrLog( "Can"t create table") ;
mysql_close( myData ) ;
return FALSE ;
}
｝
sprintf(szSqlText,
"insert into mytable "
//向表中插入數據
"values("2000-3-10 21:01:30","
//注意時間的格式
""Test","MySQLTest",2000,3)");
if (mysql_query( myData, szSqlText))
{//執行SQL語句出錯
ErrLog( "Can"t insert data to table") ;
mysql_close( myData ) ;
return FALSE ;
}

sprintf(szSqlText, "select * from mytable ");
if (mysql_query( myData, szSqlText))
//進行數據檢索
{
//執行SQL語句出錯
mysql_close( myData ) ;
return FALSE ;
}
else
{
res = mysql_store_result( myData ) ;
//取得查詢結果
i = (int) mysql_num_rows( res ) ;
//取得有效記錄數
printf( "Query: %sn%ld records found:
n", szSqlText, i ) ;
for ( i = 0 ; fd = mysql_fetch_field( res ) ;
i++ )
strcpy( aszFlds[ i ], fd->name ) ;
//取得各字段名
for (i=1; row = mysql_fetch_row( res ); )
//依次讀取各條記錄
{j = mysql_num_fields( res ) ;
//取得記錄中的字段數
printf( "Record #%ld:-n", i++ ) ;
for ( k = 0 ; k < j ; k++ )
//輸出各字段的值
printf( " Fld #%d (%s): %sn", k + 1, aszFlds[ k ],
(((row[k]==NULL)||
(!strlen(row[k])))?"NULL":row[k])) ;
puts( "==============================n" ) ;
}
mysql_free_result( res ) ;
}
}
else
{//連接數據庫出錯
ErrLog( "Can"t connect to the mysql server ") ;
mysql_close( myData ) ;
return FALSE ;
}
mysql_close( myData ) ;
return TRUE ;
}

---- 對其中幾個函數作簡單說明，詳細說明，可參考MySQL文檔：
---- 1. MYSQL *mysql_init(MYSQL *mysql)

---- 初始化一個類型為MYSQL的數據結構，為執行mysql_real_connect()做準備。參數mysql為指向該結構的指針，如果mysql為NULL，則新建并初始化一個MYSQL的數據結構。新建的結構將在mysql_close()中釋放。

---- 若成功，返回初始化的MYSQL數據結構的指針，否則返回NULL。

---- 2. MYSQL *mysql_real_connect(MYSQL *mysql, const char *host,
---- const char *user, const char *passwd, const char *db,
---- unsigned int port, const char *unix_socket, unsigned int client_flag)

---- 與MySQL數據庫引擎建立連接。在執行進一步的數據操作之前，必須保證mysql_real_connect()成功返回。
---- 參數mysql是mysql_init()的返回值；
---- 參數host是運行MySQL數據庫引擎的機器的TCP/IP主機名，如為NULL則默認為“localhost”；
---- 參數user和passwd是MySQL數據庫的合法用戶和口令；
---- 參數db是連接的數據庫名；
---- 參數port，unix_socket和client_flag一般取默認值。

---- 3. int mysql_query(MYSQL *mysql, const char *query)
---- 執行query字符串中的SQL語句，query必須以0結尾。如果成功，返回0。

---- 4. MYSQL_RES *mysql_store_result(MYSQL *mysql)

---- 返回SELECT，SHOW，DESCRIBE, EXPLAIN等語句執行的結果。函數新建一個MYSQL_RES的數據結構，把結果存儲在該結構中。如果查詢沒有匹配的結果，則返回空數據集。處理完結果集后，必須調用mysql_free_result()。

---- 如果出錯，返回NULL，否則返回MYSQL_RES結構的指針。

---- 5. MYSQL_ROW mysql_fetch_row(MYSQL_RES *result)

---- 取回結果集中的下一條記錄，如果沒有記錄或出錯，返回NULL。一條記錄中的字段數可以用mysql_num_fields(result)獲得，各字段的值可以用row[0] 到 row[mysql_num_fields(result)-1]的數組來訪問。

---- 在工程的鏈接選項中，加入c:mysqlliblibmysql.lib的接口庫，把libmysql.dll復制到操作系統的system目錄下（c:winntsystem32），就可以編譯運行了。

---- 到這里，一個簡單的數據庫應用就開發完成了。當然，MySQL有一套功能豐富的API，大家可以查看文檔。另外，如果需要跨平臺的移植性，可以考慮用MySQL的ODBC接口?？梢宰约号渲肕ySQL的ODBC連接屬性，也可以下載myodbc-2.50.29-nt.zip工具包來配置。

四、總結

---- 作者用MySQL在Windows NT上構建了高性能、高穩定性的數據庫系統。這樣，既可以利用Windows NT和Visual C++的友好界面，又可以獲得MySQL的強大功能。實踐證明，這種方案成本低（別忘了MySQL是免費的）、效率高、開發周期短、運行穩定（MySQL的穩定性在Yahoo、163、263等站點獲得了極高的評價）。

---- 目前，我的股市行情查詢和交易系統已經獲得了每秒鐘記錄70－100條股票行情數據，同時響應50個并發用戶進行數據查詢的性能，而系統的開發、運行成本卻大幅降低。如果您正為PC上的數據庫效率發愁，不妨也來試試MySQL吧。
(作者：李蔚清)

原文轉自：http://www.kjueaiud.com