如何保证数据库的可靠性？

什么是可靠性？系统的可靠性表现为在一定期间内，用户可以预测其发生的行为，也就是说，在一定的期间内，系统不会发生计划外的行为。例如，服务器运行时不会出现意外的停机、应用程序的性能符合预期、计划的停机很少发生等等。

在经常发生变化的环境中，维持系统的可靠性非常困难。例如，受业务影响，应用程序经常发生更改、伴随着用户量的增加，使用模式发生改变、操作系统升级、硬件升级所带来的环境发生变化都会导致系统的稳定性降低。

维护系统的可靠性需要做到以下几点：

• 衡量管理的系统
  • 测量系统正常运行时的变量值，可以为发布系统的基线做准备。
  • 当系统发生变化时（软硬件升级、配置发生更改、基础架构发生更改等等），需要对照基线再次对变量的值进行测量。
  • 定期测量系统变量，对基线进行升级。其原因在于应用模式发生更改，并且数据量会随着时间的增加而增长。
  • 当遇到问题时，与基线进行对比。如果用户能够精确定位一个问题，解决方案往往变得显而易见。
• 发布基线

基线的目的是定义什么是正常的，当遇到问题时可以和基线进行对比。随着时间的发展，用户不断调整的基线可以为容量规划提供有效的帮助。

通常情况下，用户需要测量操作系统的指标包括文件系统、内存和CPU的使用率。在Linux上，可以使用top、iosata、vmsata、syssata、sar进行测量。Windows上，用户可以使用资源管理器和性能监视对这些指标进行测量。

当用户使用MySQL时，需要查看MySQL的状态和配置。可以通过“SHOW PROCESSLIST”和“sys.session”查看运行中的语句，也可以通过“mysqladmin extended-status”查看状态变量值。

此外，基线中包括应用程序概要文件，用以记录应用程序在不同使用场景的应答时间，包括登录、检索、创建、读取、更新及删除等。

• 应用程序概要文件

应用程序概要文件记录发生指定事件的时间、测量每部分操作发生的时间、应用程序是与多个开发环境集成还是作为插件？以及显示对数据库性能故障排除是否有用（假设调用数据库占用了函数执行的5%的时间，用户则可以对该函数的其他部分进行故障排除来获得性能提升）

当用户将应用程序概要文件做为基线的一部分时，可以看到每个功能或用例的关键部分的持续时间。这使得用户可以查看应用程序的大部分延迟是在调用数据库、建立连接时出现的，还是由于其他一些应用程序操作造成的。

数据库为什么会“坏掉”？

数据库发生故障的原因非常多，通常会包括如下：

• 服务器
  • 存储
  • 网络接口
  • 电源、CPU、内存
• 连接
  • 网络基础架构
  • 防火墙
  • 负载均衡
• 应用程序软件
  • 面向用户的组件
  • 框架的稳定性
• 不可抗力

此外，还需要考虑服务器硬件、虚拟环境、操作系统、共存的应用程序、网络故障及应用程序故障等因素。

• 服务器硬件
  • 机房是数据库环境中最重要的一部分，确保机房的安全性和可靠性。
  • 使用冗余的硬件，减轻服务器故障的风险。包括电源、RAID、网络适配器。
  • CPU、内存等潜在的损坏风险。
• 虚拟环境
  • 与其他客户机共享硬盘、内存、网络接口，及CPU。容易受到资源争用影响。
  • 受其他客户机资源分配影响，导致应用程序持续超时。
• 操作系统
  • 操作系统对于运行MySQL的服务器来说至关重要，操作系统故障会直接导致MySQL故障。
  • 操作系统及时更新、打补丁。
  • 考虑文件系统的性能和安全机制对MySQL的影响。
  • 监视操作系统的日志及变量。
• 共存的应用程序
  • 安全性
    • 应用程序的漏洞可能允许攻击者访问其他文件，包括MySQL的文件。
    • 应用程序的错误可能会导致性能降级，引发不正常的磁盘访问。
  • 性能
    • 应用程序与MySQL共享CPU内存等会影响MySQL的性能。
• 网络故障
  • MySQL在以下方面使用网络通信：
    • 客户端和应用程序的连接
    • 复制
    • 管理连接
    • 监视软件
  • 其他网络活动干扰MySQL
    • 操作系统通过网络备份
    • 应用程序通信
    • 文件传输及其他服务
  • 确保网络硬件不会形成单点故障
• 应用程序故障
  • 应用程序的代码导致许多性能问题。例如，读取大文件、调用远程网络服务，对大数据集使用低效的算法排序等等。
  • 使用应用程序概述文件识别性能问题。
  • 应用程序的错误会导致产生错误的数据，带来安全风险。

基于上述原因，用户在使用MySQL数据库时，需要避免发生类似事件。这是实现系统稳定性的一个最佳实践。

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