作者 | 利開園
責編 | Carol
封圖 | CSDN 下載自視覺中國
很多開發者都遇到類似這樣的經歷：一個產品功能開發測試都正常，發佈上線後也正常，但是過一段後，如果有個活動或流量一大程序就突然卡了，也有可能流量正常也沒搞活動，但是過一段時間後程序響應越來越慢，這個時候一般都要花很大精力去排查原因，最後發現是數據庫查詢沒有索引導致的。流量大或數據量增加後會導致請求變慢，加上索引就正常了。
在小程序雲開發的數據庫場景下，我們會思考爲什麼會出現這樣的問題？爲什麼用戶總是會忘記加索引？能不能讓用戶無需關心這個問題，數據庫自動加上索引？
業界方案及其問題
針對這個問題，業界一般採用的是全量索引的方案：通過給所有的字段加單字段索引，引導用戶主動添加多字段索引，從而實現保證所有的查詢都有索引。但這樣代價是會有大量的冗餘索引，佔用了大量的磁盤空間，而且，一些多字段的場景下，依然需要用戶參與。這樣的方案不能滿足雲開發 Cloudbase 的需求。
雲開發數據庫自動化索引
在這個問題上，騰訊雲和微信聯合推出的小程序雲開發，就做出了比較積極的應對措施。在其對業務進行分析後，提出了自己的解決方案 —— 分析數據並自動建立索引。針對系統中查詢較慢的用戶請求，自動分析出最佳建立索引的方式，並基於此建立索引，從而覆蓋了單字段索引和多字段索引的情況。
想要理解自動建立索引，就要了解如何手動建立索引：對於單字段索引，建立起來比較簡單，無論升序還是降序都是一樣的。但對於多字段組合索引時，會有各種方式來建立索引，比如，三個字段的索引，就會受限制於索引是否覆蓋了三個不同的字段、字段相應的升降序是否匹配，如果不匹配，可能索引就沒有效果。
正因爲加好索引並不簡單，也證明自動加索引勢在必行。而要做好自動增加索引遇到的主要問題有：
如何儘量減少索引個數避免影響寫入性能和磁盤消耗過多。
如何避免添加索引導致的鎖表影響正常的用戶數據查詢。
如何儘量規避加索引觸發未知問題。
自動增加的索引如何自動刪除。
針對這些問題，小程序雲開發的解決方案是：通過篩選出耗時超過一定閾值的查詢語句，從而獲得需要進行優化的數據庫查詢，並依據數據庫索引的前綴匹配規則，按照最少創建索引數量的原則，增加相應的索引，儘量讓索引覆蓋到所有的查詢語句。
爲了避免添加索引導致的鎖表影響用戶的數據查詢，小程序雲開發在具體添加索引的時候，採用了異步添加索引的方式，這是雲開發數據庫的一個關鍵能力。另外，通過限制單個數據庫增加索引的頻率和數量來規避未知風險，通過分析線上數據優化自動索引增加算法。最後會定期篩選那些長時間沒有被查詢命中的索引，對其進行刪除，確保系統不會存在太多的冗餘索引影響性能。
上述自動索引的整個過程對於用戶來說，都是不可見且無感知的。不過，在實際的上線過程中，大盤的數據查詢整體耗時減少了 50%，用戶側的體驗也發現程序速度突然變快了。
總結
自動索引的方案幫助雲開發 Cloudbase 解決了大多數的數據庫查詢較慢的問題，但程序總有覆蓋不到的部分，對於這一部分，小程序雲開發表示：後續會在開發階段提示增加相應的索引，以及提供慢查詢日誌導出和自定義告警功能，讓用戶感知到問題， 從而在業務邏輯上進行優化。
作者簡介：利開園，騰訊云云開發團隊成員，騰訊高級開發工程師
推薦閱讀
真香，朕在看了！