基于MySQL的高性能數據庫應用開發

一、高性能數據庫的選擇

---- 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。考慮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PII3
50 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。現將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http://www.mysql.com/（國內用戶可以從http://www.freecode.com.cn/m
irror/mysql/）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:\mysql\bin），執行
---- C:\mysql\bin\mysqld-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:\mysql\bin\mysql 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:\mysql\bin\mysqladmin reload
---- C:\mysql\bin\mysqladmin -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:\mysql\bin\mysqladmin -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。現以Visual C++
環境為例，作一簡單介紹。
---- 新建一Win32 Console Application的Project，把“c:\mysql\include”添加到編
譯選項的包含路徑中（在Project Options中加入 /I "d:\mysql\include"）。新建一m
ain.c文件，主體如下：
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <mysql.h>
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;
BOOLbCreate ＝ 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: %s\n%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): %s\n", 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_re
al_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“lo
calhost”；
---- 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_nu
m_fields(result)-1]的數組來訪問。
---- 在工程的鏈接選項中，加入c:\mysql\lib\libmysql.lib的接口庫，把libmysql.d
ll復制到操作系統的system目錄下（c:\winnt\system32），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AP
I，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
。可以自己配置MySQL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。

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