面试题：MySQL存储引擎选择对系统架构及性能调优的综合影响

Question

在一个分布式微服务架构的金融系统中，不同业务模块对数据库的读写模式差异较大，如交易模块要求强一致性和高并发读写，用户信息模块读多写少且数据量庞大。如何从系统架构层面，综合考虑选择合适的MySQL存储引擎，以实现整体性能最优，并阐述相关性能调优思路。

Answer 1

选择合适的 MySQL 存储引擎

1. 交易模块
   • 选择 InnoDB 存储引擎：
     • 原因：InnoDB 支持事务，能保证数据的强一致性。在分布式微服务架构的金融交易场景中，事务至关重要，比如一笔转账交易，必须保证要么全部成功，要么全部失败。同时，InnoDB 采用行级锁，在高并发读写时锁的粒度更细，减少了锁争用，有利于高并发读写操作。
2. 用户信息模块
   • 选择 MyISAM 或 InnoDB 存储引擎（权衡考虑）：
     • 选择 MyISAM 的原因：如果读操作的性能要求极高，且对事务和一致性要求相对较低（例如，用户信息的更新不是特别频繁且允许一定时间的不一致），MyISAM 是一个选择。MyISAM 存储引擎的表级锁在大量读操作时性能较好，因为读操作不涉及锁争用（写操作才会加锁），并且 MyISAM 对数据的存储相对紧凑，在数据量庞大时磁盘空间占用可能更有优势。
     • 选择 InnoDB 的原因：如果对数据一致性有一定要求，且读操作可以通过合适的缓存策略优化，InnoDB 也是可行的。虽然 InnoDB 行级锁在高并发读时也有一定开销，但它能提供更好的数据一致性保障，同时通过合理的索引设计和缓存策略也能优化读性能。

性能调优思路

1. 交易模块性能调优
   • 事务优化：
     • 减少事务大小：将大事务拆分成小事务，避免长时间持有锁，提高并发度。例如，在一个复杂的交易流程中，如果可以将部分独立的子操作拆分出来，分别在不同的小事务中处理，就能减少锁争用。
     • 优化事务隔离级别：根据业务实际需求，合理选择事务隔离级别。如在一些对一致性要求极高但并发冲突可能性较小的场景，可以选择读已提交（Read Committed）隔离级别，相比于可串行化（Serializable）隔离级别，锁争用会减少，从而提高并发性能。
   • 索引优化：
     • 创建合适索引：针对交易频繁查询的字段，如交易 ID、用户 ID 等，创建索引。例如，如果经常根据交易 ID 查询交易记录，就为交易 ID 字段创建索引，以加快查询速度。但要注意索引过多会增加写操作的开销，所以要平衡读写性能。
   • 连接池优化：
     • 配置合理连接数：根据系统的并发量和数据库服务器的性能，合理配置连接池的大小。如果连接数过小，会导致高并发时连接不够用，影响性能；如果连接数过大，会占用过多数据库资源，也可能导致性能下降。
2. 用户信息模块性能调优
   • 缓存优化：
     • 使用分布式缓存：如 Redis，将经常读取的用户信息缓存起来。当有读请求时，先从缓存中读取，如果缓存中没有再查询数据库，然后将查询结果更新到缓存中。这样可以大大减少对数据库的读压力。
     • 设置合理缓存过期策略：根据用户信息的更新频率，设置合理的缓存过期时间。例如，对于基本不怎么更新的用户注册信息，可以设置较长的过期时间；对于可能会经常更新的用户登录时间等信息，设置较短的过期时间。
   • 索引优化：
     • 前缀索引：对于数据量庞大且一些字段值较长的情况，如用户的详细地址字段，可以使用前缀索引。只对字段的前几个字符创建索引，既能减少索引空间占用，又能在一定程度上提高查询性能。
   • 分表分库：
     • 水平分表：按照某个字段（如用户 ID 的哈希值）将用户信息表水平分割成多个表，每个表的数据量相对较小，从而提高查询性能。例如，按照用户 ID 的哈希值将用户信息表分成 10 个表，每个表存储不同范围哈希值对应的用户信息。
     • 垂直分库：如果系统中有多个业务模块，将用户信息模块单独拆分到一个数据库中，减少不同模块之间对数据库资源的竞争。