資料庫性能問題解決方案—Redis企業版記憶體資料庫

一、資料庫性能問題背景

軟體性能問題經常會使使用者産生煩躁情緒—如果軟體變慢，無論它的功能有多酷都難以快速發揮作用。幸運的是，記憶體資料庫可以很好地解決性能問題。

無論是公司還是公司的使用者，都希望能夠獲得實時資訊和個性化的線上體驗。如果網站太慢，加載資料需要很長時間，這邊會給競争對手可乘之機—使用者更可能選擇通路競争對手的網站。

Emplifi通過對全球2000名消費者進行調查後發現，如何客戶在遭受了2-3個糟糕的體驗後，即便是他們非常喜愛的品牌，也會選擇放棄。是以，對企業而言，如果資料庫達不到最佳性能來支援軟體的運作，則會極大地影響客戶的忠誠度。

此外，軟體開發人員還想擴大線上應用程式的規模。然而，當資料需求超出預期時，還可能難以傳遞實時資料。如何上述影響資料庫性能的問題？選擇高性能的記憶體資料庫是解決問題的關鍵。

二、記憶體資料庫解決的三個資料庫性能問題

1.需要處理大量資料

（1）問題：應用程式需要立即響應使用者的“實時資料需求”

實時響應是使用者非常在意的應用程式功能之一。然而，随着使用者資料庫容量和資料表的穩步增長，傳統的資料管理方法已經無法滿足這種“實時資料需求”。查詢資料庫以擷取單個且唯一辨別符變得困難，難以在短時間内通過實時資料操作來建立富有洞察力的聚合資料視圖。同時，這種緩慢的查詢性能極大地阻礙了公司給客戶提供精準化服務。

站在開發人員的角度看，隻有可擴充的資料庫架構才能實作廣泛資料集的高效存儲、操作和分析。

（2）解決方案：将使用者查找表和其他與使用者相關的資料表移動到記憶體資料庫

記憶體資料庫的工作原理與其他資料庫一樣，但在資料存儲方面，記憶體資料庫的所有資料都存儲在DRAM中而不是傳統磁盤上，隻需要将資料定期存儲在磁盤上用于持久性和資料恢複。

記憶體資料庫能夠顯著提高性能：

• 節省時間。無需花費時間寫入磁盤或從磁盤檢索。
• 執行速度快。記憶體操作的執行速度比基于磁盤的驅動器快很多倍，甚至比新的NVMe或 SATA固态磁盤驅動器快得多。
• 代碼可以擴充。記憶體資料查詢具有低延遲，這意味着代碼可以擴充。應用程式可以搜尋成千上萬的客戶記錄，以查找與單個客戶相關的資訊并實時獲得結果。

2. 資料查詢太慢，無法立即分析

（1）問題：資料查詢太慢，無法實時分析和決策

資料品質與資料的年齡直接相關，陳舊的資料對于實時分析和決策的價值較低。是以，企業的資料需要“實時更新”。企業需要使用實時資料庫來查詢資料并及時進行分析以獲得業務決策，例如項目儀表闆和故障排除警報——不僅能夠實作實時查詢、還能實作資料可視化展示和自主業務決策。

在資料操作流程的任何環節都可能造成查詢性能問題，索引和提供搜尋結果需要大量資源，資料庫搜尋和查詢操作成本也很高。此外，想要同時攝取資料和查詢不同的資料結構（如哈希和JSON文檔）具有很高的要求，尤其是基于磁盤的 SQL 資料庫（如Oracle和 SQL Server）。解決上述的問題最主要的方法是“資料庫性能調優”。

（2）解決方案：使用實時搜尋引擎來提供快速的資料查詢以供業務分析和決策

實時搜尋引擎查詢可以聚合大量資料集并立即獲得結果，能夠生成及時資料以進行準确分析。接下來，資料工程師就可以Domo、Visokio等商業智能分析或資料可視化工具中使用和分析新資料。

記憶體資料庫實時搜尋引擎的優勢：

• 提供亞毫秒級搜尋和查詢性能。
• 通過即時結果擴充海量資料集的搜尋和查詢能力。
• 對微服務架構友好的小資源占用。

下圖描述了将多個記錄源的資料整合到一個實時搜尋引擎中，以擷取及時資料和業務洞察力的過程：

3.網上搜尋太慢

（1）問題：使用者搜尋明顯變慢或應用程式頁面呈現延遲

另一個常見的資料庫問題是對大量主資料表執行重複查找。主資料表會定義資料庫中重要的資料庫實體，例如公司的産品、合作夥伴、供應商和訂單等。随着公司的發展，主資料表的這些資料元素會不斷增長。

當主資料表達到數百萬個主鍵或輔助鍵值時，如果資料庫重複執行大型主資料表查找時，就會出現性能問題。常見的症狀是使用者搜尋明顯變慢或應用程式頁面呈現延遲，尤其是搜尋像淘寶、京東這樣的具有海量産品的電子商務網站時。

（2）解決方案：跨資料庫分區或分片分布進行資料攝取、索引和查詢負載，并使用二級索引

地理分布式資料庫拓撲可以将主資料表擴充到數以千萬計的主鍵和輔助鍵。這實作了強大的自動搜尋和基于類别（分面）的靈活搜尋功能，能夠為線上客戶和業務使用者提供即時搜尋結果。跨多個資料庫分區或分片分布讀取和寫入可實作大規模主資料表和高性能搜尋結果。

二級索引是為提供快速資料查找而建立的非主鍵索引。資料庫的二級索引允許在任何資料庫字段中靈活快速地搜尋主資料表。使用者可以為單個記錄建立數千個索引，也可以為整個資料庫建立數十萬個索引，并且資料庫在建立索引後可以提供自動索引管理。

三、如何選擇記憶體資料庫？

從目前主流的資料庫看，虹科Redis企業版資料庫（Redis Enterprise）（Redis企業版資料庫-雲資料庫-緩存資料庫-虹科雲科技）可以滿足企業的實時搜尋需求。Redis Enterprise為實時資料提供了強大的索引、查詢和全文搜尋引擎，可在本地和雲中作為托管服務使用，其二級索引可以整合來自其他存儲的資料存儲并快速完成全文搜尋或自動完成引擎。如果企業需要處理大量資料、需要快速通路資料以進行實時分析、網上搜尋太慢，虹科Redis企業版資料庫（Redis Enterprise）實時搜尋引擎可以很好的解決上述資料庫性能問題。

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