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一個成熟的數據庫架構並不是一開始設計就具備高可用、高伸縮等特性的，它是隨著用戶量的增加，基礎架構才逐漸完善。數據庫發展周期大致分為以下五個階段：
1、數據庫表設計
項目立項後，開發部根據產品部需求開發項目，開發工程師工作其中一部分就是對表結構設計。對於數據庫來說，這點很重要，如果設計不當，會直接影響訪問速度和用戶體驗。影響的因素很多，比如慢查詢、低效的查詢語句、沒有適當建立索引、數據庫堵塞(死鎖)等。當然，有測試工程師的團隊，會做壓力測試，找bug。對於沒有測試工程師的團隊來說，大多數開發工程師初期不會太多考慮數據庫設計是否合理，而是盡快完成功能實現和交付，等項目有一定訪問量後，隱藏的問題就會暴露，這時再去修改就不是這麼容易的事了。
2、數據庫部署
該運維工程師出場了，項目初期訪問量不會很大，所以單台部署足以應對在1500左右的QPS(每秒查詢率)。考慮到高可用性，可采用MySQL主從復制+Keepalived做雙擊熱備，常見集群軟件有Keepalived、Heartbeat。
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3、數據庫性能優化
如果將MySQL部署到普通的X86服務器上，在不經過任何優化情況下，MySQL理論值正常可以處理1500左右並發連接數(QPS)，經過優化後，有可能會提升到2000左右QPS，否則，訪問量當達到1000多並發連接時，數據庫處理性能就會變慢，而且硬件資源還很富裕，這時就該考慮軟件問題了。那麼怎樣讓數據庫最大化發揮性能呢?一方面可以單台運行多個MySQL實例讓服務器性能發揮到最大化，另一方面是對數據庫進行優化，往往操作系統和數據庫默認配置都比較保守，會對數據庫發揮有一定限制，可對這些配置進行適當的調整，盡可能的處理更多連接數。
具體優化有以下三個層面：
3.1 數據庫配置優化
MySQL常用有兩種存儲引擎，一個是MyISAM，不支持事務處理，讀性能處理快，表級別鎖。另一個是InnoDB，支持事務處理(ACID)，設計目標是為處理大容量數據發揮最大化性能，行級別鎖。
表鎖：開銷小，鎖定粒度大，發生死鎖概率高，相對並發也低。
行鎖：開銷大，鎖定粒度小，發生死鎖概率低，相對並發也高。
為什麼會出現表鎖和行鎖呢?主要是為了保證數據的完整性，舉個例子，一個用戶在操作一張表，其他用戶也想操作這張表，那麼就要等第一個用戶操作完，其他用戶才能操作，表鎖和行鎖就是這個作用。否則多個用戶同時操作一張表，肯定會數據產生沖突或者異常。
根據以上看來，使用InnoDB存儲引擎是最好的選擇，也是MySQL5.5以後版本中默認存儲引擎。每個存儲引擎相關聯參數比較多，以下列出主要影響數據庫性能的參數。
公共參數默認值：
- max_connections = 151
- #同時處理最大連接數，推薦設置最大連接數是上限連接數的80%左右
- sort_buffer_size = 2M
- #查詢排序時緩沖區大小，只對order by和group by起作用，可增大此值為16M
- query_cache_limit = 1M
- #查詢緩存限制，只有1M以下查詢結果才會被緩存，以免結果數據較大把緩存池覆蓋
- query_cache_size = 16M
- #查看緩沖區大小，用於緩存SELECT查詢結果，下一次有同樣SELECT查詢將直接從緩存池返回結果，可適當成倍增加此值
- open_files_limit = 1024
- #打開文件數限制，如果show global status like 'open_files'查看的值等於或者大於open_files_limit值時，程序會無法連接數據庫或卡死
MyISAM參數默認值：
- key_buffer_size = 16M#索引緩存區大小，一般設置物理內存的30-40%
- read_buffer_size = 128K #讀操作緩沖區大小，推薦設置16M或32M
InnoDB參數默認值：
- innodb_buffer_pool_size = 128M
- #索引和數據緩沖區大小，一般設置物理內存的60%-70%
- innodb_buffer_pool_instances = 1
- #緩沖池實例個數，推薦設置4個或8個
- innodb_flush_log_at_trx_commit = 1
- #關鍵參數，0代表大約每秒寫入到日志並同步到磁盤，數據庫故障會丟失1秒左右事務數據。1為每執行一條SQL後寫入到日志並同步到磁盤，I/O開銷大，執行完SQL要等待日志讀寫，效率低。2代表只把日志寫入到系統緩存區，再每秒同步到磁盤，效率很高，如果服務器故障，才會丟失事務數據。對數據安全性要求不是很高的推薦設置2，性能高，修改後效果明顯。
- innodb_file_per_table = OFF
- #默認是共享表空間，共享表空間idbdata文件不斷增大，影響一定的I/O性能。推薦開啟獨立表空間模式，每個表的索引和數據都存在自己獨立的表空間中，可以實現單表在不同數據庫中移動。
- innodb_log_buffer_size = 8M
- #日志緩沖區大小，由於日志最長每秒鐘刷新一次，所以一般不用超過16M
3.2 系統配置優化
大多數MySQL都部署在linux系統上，所以操作系統的一些參數也會影響到MySQL性能，以下對linux內核進行適當優化。
- net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
- #TIME_WAIT超時時間，默認是60s
- net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
- #1表示開啟復用，允許TIME_WAIT socket重新用於新的TCP連接，0表示關閉
- net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
- #1表示開啟TIME_WAIT socket快速回收，0表示關閉
- net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 4096
- #系統保持TIME_WAIT socket最大數量，如果超出這個數，系統將隨機清除一些TIME_WAIT並打印警告信息
- net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 4096
- #進入SYN隊列最大長度，加大隊列長度可容納更多的等待連接
在linux系統中，如果進程打開的文件句柄數量超過系統默認值1024，就會提示“too many files open”信息，所以要調整打開文件句柄限制。
- # vi /etc/security/limits.conf #加入以下配置，*代表所有用戶，也可以指定用戶，重啟系統生效
- * soft nofile 65535
- * hoft nofile 65535
- # ulimit -SHn 65535 #立刻生效
3.3 硬件配置
加大物理內存，為提高文件系統性能，linux內核會從內存中分配緩存區(系統緩存和文件緩存)來存放熱數據，也就是說物理內存越大，分配緩存區越大，緩存數據越多。
SSD硬盤代替SAS硬盤，將RAID級別調整為RAID1+0，相對於RAID1和RAID5有更好的讀寫性能(IOPS)，畢竟數據庫的壓力主要來自磁盤I/O方面。
