基于MySQL的高性能数据库应用开发

在数据库的应用开发中，常常会遇到性能和代价的之间矛盾。以作者在开发股市行情查询和交易系统中遇到的问题为例，要在实时记录1000多只股票每分钟更新一次的行情数据的同时，响应大量并发用户的数据查询请求。考虑到性价比和易维护性，系统又要求在基于PC服务器，Windows NT平台的软硬件环境下实现。开始，我们采用了MS SQL Server 6.5 作为数据库系统，用Visual C++ 6.0开发了访问数据库的前端，应用ODBC数据接口，在进行了大量的数据库配置和程序优化后，发现仍不能满足性能要求。后采用SQL Server的DB-Library接口，绕过了ODBC解释层，可以每秒更新行情数据30次，同时支持20－30个左右的并发用户进行行情查询，基本满足要求（单台PC服务器，单PII350 CPU，内存128M，SCSI硬盘）。有没有可能进一步提高系统的性能和负载能力呢？经过分析，数据库服务器是系统的瓶颈。当然，可以采用UNIX服务器＋大型数据库的系统平台，但其开发、运行、维护的费用比微机＋Windows NT平台的费用高出数倍。我们在其它一些系统的开发中，也经常遇到这样的矛盾。如何在微机平台上建立大容量、高效率、易维护、高性价比的数据库系统呢？

---- 考察国内基于微机平台的数据库应用系统，典型的如网易的分布式邮件系统，采用了FreeBSD+MySQL的平台，其容量、负载能力和响应速度都很优秀。作者查阅了MySQL的相关文档，发现MySQL是GNU软件（即OpenSource自由软件）中非常优秀的数据库系统，它完全符合SQL92 （Entry level）和 ODBC（ level 0-2）规范，在符合POSIX规范的操作系统上实现了非常高效的关系型数据库管理系统。根据MySQL提供的文档，它的数据操作堪称所有数据库中最高效的，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)

---- 从MySQL的Benchmark中可以看到，MySQL的性能非常出众（当然，测试的MySQL系统可能作了优化，被测数据可能是针对MySQL选择的），而且MySQL提供了对Windows NT的支持。Windows NT＋MySQL能否成为构建高性能数据库应用的理想选择呢？作者用MySQL的数据接口改写了程序，经过一段时间的运行，证明MySQL确实是高效而稳定的数据库，非常适合构建大容量、高效率、易维护、高性价比的数据库应用系统。现将MySQL的安装、运行、开发的心得与大家共享。
二、MySQL的安装和运行

---- 首先从http://www.mysql.com/（国内用户可以从http://www.freecode.com.cn/mirror/mysql/）下载MySQL的执行代码及源代码。注意，Windows NT用户要选择NT下的执行代码，我下载的是mysql-shareware-3.22.32-win.zip。解包后执行Setup，按屏幕提示即可完成安装。

---- 拷贝MySQL根目录（c:mysql）下的my-example.cnf到c:my.cnf，按文件中的提示编辑my.cnf（如果MySQL的根目录是c:mysql，可暂不改动my.cnf）。在NT的控制台窗口中，进入MySQL的执行目录（c:mysqlbin），执行

---- C:mysqlbinmysqld-shareware --standalone
---- 则MySQL的数据库引擎启动。打开另一NT控制台窗口，执行
---- C:mysqlbinmysql mysql
---- 建立数据库连接，出现“mysql>”提示符后，执行
---- mysql > DELETE FROM user WHERE Host='localhost' AND User='';
---- mysql > QUIT
---- 删除所有的非授权用户。
---- 然后执行
---- C:mysqlbinmysqladmin reload
---- C:mysqlbinmysqladmin -u root password your_password
---- 其中，your_password是你选择的数据库管理员的口令，必须妥善保管。

---- 如果要每次都以管理员身份连接数据库，则编辑c:my.cnf，在[client]段中加入：

user=root
password= your_password
如果要停止MySQL的数据库引擎，可以执行
C:mysqlbinmysqladmin -u=root -p shutdown
按提示输入管理员口令后，MySQL的数据库引擎停止。

三、MySQL客户端应用的开发
---- MySQL提供了丰富的数据接口API，包括C、C++、Perl、PHP、Python、TCL等API和JDBC，ODBC接口。出于性能考虑，我们采用了MySQL的C API进行开发。现以Visual C++环境为例，作一简单介绍。

---- 新建一Win32 Console Application的Project，把“c:mysqlinclude”添加到编译选项的包含路径中（在Project Options中加入 /I "d:mysqlinclude"）。新建一main.c文件，主体如下：

#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;
BOOL bCreate ＝ TRUE;

if ( (myData = mysql_init((MYSQL*) 0))
//初始化数据结构
&& mysql_real_connect( myData, NULL,
//连接数据库
"root", " your_password ", szTargetDSN,
MYSQL_PORT, NULL, 0 ) )
{
if(bCreate)
{
sprintf(szSqlText, //构造SQL语句
"create table mytable "
//新建一张表
"(time datetime, s1 char(6), "
"s2 char(11), s3 int, s4 int)");
if (mysql_query( myData, szSqlText))
//执行SQL语句
{//执行SQL语句出错
ErrLog( "Can't create table") ;
mysql_close( myData ) ;
return FALSE ;
}
｝
sprintf(szSqlText,
"insert into mytable "
//向表中插入数据
"values('2000-3-10 21:01:30',"
//注意时间的格式
"'Test','MySQLTest',2000,3)");
if (mysql_query( myData, szSqlText))
{//执行SQL语句出错
ErrLog( "Can't insert data to table") ;
mysql_close( myData ) ;
return FALSE ;
}

sprintf(szSqlText, "select * from mytable ");
if (mysql_query( myData, szSqlText))
//进行数据检索
{
//执行SQL语句出错
mysql_close( myData ) ;
return FALSE ;
}
else
{
res = mysql_store_result( myData ) ;
//取得查询结果
i = (int) mysql_num_rows( res ) ;
//取得有效记录数
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 ); )
//依次读取各条记录
{j = mysql_num_fields( res ) ;
//取得记录中的字段数
printf( "Record #%ld:-n", i++ ) ;
for ( k = 0 ; k < j ; k++ )
//输出各字段的值
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
{//连接数据库出错
ErrLog( "Can't connect to the mysql server ") ;
mysql_close( myData ) ;
return FALSE ;
}
mysql_close( myData ) ;
return TRUE ;
}

---- 对其中几个函数作简单说明，详细说明，可参考MySQL文档：
---- 1. MYSQL *mysql_init(MYSQL *mysql)

---- 初始化一个类型为MYSQL的数据结构，为执行mysql_real_connect()做准备。参数mysql为指向该结构的指针，如果mysql为NULL，则新建并初始化一个MYSQL的数据结构。新建的结构将在mysql_close()中释放。

---- 若成功，返回初始化的MYSQL数据结构的指针，否则返回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)

---- 与MySQL数据库引擎建立连接。在执行进一步的数据操作之前，必须保证mysql_real_connect()成功返回。
---- 参数mysql是mysql_init()的返回值；
---- 参数host是运行MySQL数据库引擎的机器的TCP/IP主机名，如为NULL则默认为“localhost”；
---- 参数user和passwd是MySQL数据库的合法用户和口令；
---- 参数db是连接的数据库名；
---- 参数port，unix_socket和client_flag一般取默认值。

---- 3. int mysql_query(MYSQL *mysql, const char *query)
---- 执行query字符串中的SQL语句，query必须以0结尾。如果成功，返回0。

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

---- 返回SELECT，SHOW，DESCRIBE, EXPLAIN等语句执行的结果。函数新建一个MYSQL_RES的数据结构，把结果存储在该结构中。如果查询没有匹配的结果，则返回空数据集。处理完结果集后，必须调用mysql_free_result()。

---- 如果出错，返回NULL，否则返回MYSQL_RES结构的指针。

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

---- 取回结果集中的下一条记录，如果没有记录或出错，返回NULL。一条记录中的字段数可以用mysql_num_fields(result)获得，各字段的值可以用row[0] 到 row[mysql_num_fields(result)-1]的数组来访问。

---- 在工程的链接选项中，加入c:mysqlliblibmysql.lib的接口库，把libmysql.dll复制到操作系统的system目录下（c:winntsystem32），就可以编译运行了。

---- 到这里，一个简单的数据库应用就开发完成了。当然，MySQL有一套功能丰富的API，大家可以查看文档。另外，如果需要跨平台的移植性，可以考虑用MySQL的ODBC接口。可以自己配置MySQL的ODBC连接属性，也可以下载myodbc-2.50.29-nt.zip工具包来配置。

四、总结

---- 作者用MySQL在Windows NT上构建了高性能、高稳定性的数据库系统。这样，既可以利用Windows NT和Visual C++的友好界面，又可以获得MySQL的强大功能。实践证明，这种方案成本低（别忘了MySQL是免费的）、效率高、开发周期短、运行稳定（MySQL的稳定性在Yahoo、163、263等站点获得了极高的评价）。

---- 目前，我的股市行情查询和交易系统已经获得了每秒钟记录70－100条股票行情数据，同时响应50个并发用户进行数据查询的性能，而系统的开发、运行成本却大幅降低。如果您正为PC上的数据库效率发愁，不妨也来试试MySQL吧。
       原作者：李蔚清 来源：ＰＨＰ易站

原文转自：http://www.ltesting.net