性能优化第一篇—数据库性能优化

一.索引（Index）

索引（Index）是一种特殊的查找表，数据库搜索引擎用来加快数据检索。简单地说，索引是一个指向表中数据的指针。一个数据库中的索引与一本书后边的索引是非常相似的。例如，如果您想在一本讨论某个话题的书中引用所有页面，您首先需要指向索引，索引按字母顺序列出了所有主题，然后指向一个或多个特定的页码。
索引有助于加快 SELECT 查询和 WHERE 子句，但它会减慢使用 UPDATE 和 INSERT 语句时的数据输入。索引可以创建或删除，但不会影响数据。
使用 CREATE INDEX 语句创建索引，它允许命名索引，指定表及要索引的一列或多列，并指示索引是升序排列还是降序排列。
索引也可以是唯一的，与UNIQUE约束类似，在列上或列组合上防止重复条目。
1. 优点
大大加快了数据库检索的速度，包括对单边查询，连表查询，分组查询，排序查询。经常是一到两个数量级的性能提升，且随着数据数量级增长。

2. 缺点
索引的创建和维护存在消耗，索引会占用物理空间，且随着数据量的增加而增加。在对数据库进行增删改时需要维护索引，所以会对增删改的性能存在影响。

3. 分类
a. 直接创建索引和间接创建索引
直接创建: 使用sql语句创建，Android中可以在SQLiteOpenHelper的onCreate或是onUpgrade中直接excuSql创建语句，语句如：

CREATE INDEX index_name ON table_name;

间接创建: 定义主键约束或者唯一性键约束，可以间接创建索引，主键默认为唯一索引。

b.普通索引与唯一性索引
普通索引：

CREATE INDEX index_name ON table_name;

唯一性索引：
使用唯一索引不仅是为了性能，同时也为了数据的完整性。唯一索引不允许任何重复的值插入到表中。

CREATE UNIQUE INDEX index_name on table_name (column_name);

c.单个索引和复合索引
是否要创建一个单列索引还是组合索引，要考虑到您在作为查询过滤条件的 WHERE 子句中使用非常频繁的列。如果值使用到一个列，则选择使用单列索引。如果在作为过滤的 WHERE 子句中有两个或多个列经常使用，则选择使用组合索引。
单个索引：索引建立语句中仅包含单个表字段

CREATE INDEX index_name ON table_name(column_name);

复合索引：又叫组合索引，在索引建立语句中同时包含多个字段

CREATE INDEX index_name ON table_name(column_name1,column_name2);

其中column_name1为前导列

d. 聚簇索引和非聚簇索引(聚集索引，群集索引)
聚簇索引：物理索引，与基表的物理顺序相同，数据值的顺序总是按照顺序排列，语句为：

CERATE CLUSTERED INDEX index_name ON table_name(column) WITH ALLOW_DUP_ROW

其中WITH ALLOW_DUP_ROW表示允许有重复记录的聚簇索引
非聚簇索引：

CREATE UNCLUSTERED INDEX index_name ON table_name(column)

索引默认为非聚簇索引

4. 使用场景
a. 当某字段数据更新频率较低，查询频率较高，经常有范围查询(>, <, =, >=, <=)或order by、group by发生时建议使用索引。并且选择度越大，建索引越有优势，这里选择度指一个字段中唯一值的数量/总的数量。

b. 经常同时存取多列，且每列都含有重复值可考虑建立复合索引

5. 使用规则
a. 对于复合索引，把使用最频繁的列做为前导列(索引中第一个字段)。如果查询时前导列不在查询条件中则该复合索引不会被使用。
如create unique index PK_GRADE_CLASS on student (grade, class)
select * from student where class = 2未使用到索引
select * from dept where grade = 3使用到了索引

b. 避免对索引列进行计算，对where子句列的任何计算如果不能被编译优化，都会导致查询时索引失效
select * from student where tochar(grade)=’2’

c. 比较值避免使用NULL

d. 多表查询时要注意是选择合适的表做为内表。连接条件要充份考虑带有索引的表、行数多的表，内外表的选择可由公式：外层表中的匹配行数*内层表中每一次查找的次数确定，乘积最小为最佳方案。实际多表操作在被实际执行前，查询优化器会根据连接条件，列出几组可能的连接方案并从中找出系统开销最小的最佳方案。

e. 查询列与索引列次序一致
f. 用多表连接代替EXISTS子句
g. 把过滤记录数最多的条件放在最前面
h. 善于使用存储过程，它使sql变得更加灵活和高效(Sqlite不支持存储过程::>_<:: )

6. 索引检验
建立了索引，对于某条sql语句是否使用到了索引可以通过执行计划查看是否用到了索引。

二.事务（Transaction）

使用事务的两大好处是原子提交和更优性能。

1. 事务的属性
事务（Transaction）具有以下四个标准属性，通常根据首字母缩写为 ACID：

• 原子性（Atomicity）：确保工作单位内的所有操作都成功完成，否则，事务会在出现故障时终止，之前的操作也会回滚到以前的状态。
• 一致性（Consistency)：确保数据库在成功提交的事务上正确地改变状态。
• 隔离性（Isolation）：使事务操作相互独立和透明。
• 持久性（Durability）：确保已提交事务的结果或效果在系统发生故障的情况下仍然存在。

2. 更优性能
Sqlite默认会为每个插入、更新操作创建一个事务，并且在每次插入、更新后立即提交。这样如果连续插入100次数据实际是创建事务->执行语句->提交这个过程被重复执行了100次。如果我们显示的创建事务->执行100条语句->提交会使得这个创建事务和提交这个过程只做一次，通过这种一次性事务可以使得性能大幅提升。尤其当数据库位于sd卡时，时间上能节省两个数量级左右。
Sqlte显示使用事务，示例代码如下：

public void insertWithOneTransaction() {    SQLiteDatabase db = sqliteOpenHelper.getWritableDatabase();    // Begins a transaction    db.beginTransaction();    try {        // your sqls        for (int i = 0; i < 100; i++) {            db.insert(yourTableName, null, value);        }        // marks the current transaction as successful        db.setTransactionSuccessful();    } catch (Exception e) {        // process it        e.printStackTrace();    } finally {        // end a transaction        db.endTransaction();    }}

其中sqliteOpenHelper.getWritableDatabase()表示得到写表权限。

三.其他针对Sqlite的优化

1. 语句的拼接使用StringBuilder代替String
   简单的string相加会导致创建多个临时对象消耗性能。StringBuilder的空间预分配性能好得多。如果你对字符串的长度有大致了解，如100字符左右，可以直接new StringBuilder(128)指定初始大小，减少空间不够时的再次分配。

2. 查询时返回更少的结果集及更少的字段
   查询时只取需要的字段和结果集，更多的结果集会消耗更多的时间及内存，更多的字段会导致更多的内存消耗。

3. 少用cursor.getColumnIndex
   根据性能调优过程中的观察cursor.getColumnIndex的时间消耗跟cursor.getInt相差无几。可以在建表的时候用static变量记住某列的index，直接调用相应index而不是每次查询。

四.耗时异步操作

Sqlite是常用于嵌入式开发中的关系型数据库，完全开源。
与Web常用的数据库Mysql、Oracle db、sql server不同，Sqlite是一个内嵌式的数据库，数据库服务器就在你的程序中，无需网络配置和管理，数据库服务器端和客户端运行在同一进程内，减少了网络访问的消耗，简化了数据库管理。不过Sqlite在并发、数据库大小、网络方面存在局限性，并且为表级锁，所以也没必要多线程操作。
Android中数据不多时表查询可能耗时不多，不会导致anr，不过大于100ms时同样会让用户感觉到延时和卡顿，可以放在线程中运行，但sqlite在并发方面存在局限，多线程控制较麻烦，这时候可使用单线程池，在任务中执行db操作，通过handler返回结果和ui线程交互，既不会影响UI线程，同时也能防止并发带来的异常。

参考：http://www.trinea.cn/android/java-android-performance/