课程培训
MySQL 优化与消息队列(Kafka/RocketMQ)培训

            MySQL 优化与消息队列(Kafka/RocketMQ)培训大纲

一、培训目标与收益

培训目标

1. 掌握MySQL性能优化核心方法:从SQL、索引、架构到硬件层面系统性提升数据库性能。

2. 理解消息队列设计原理:学会根据业务场景选择合适的消息队列(Kafka/RocketMQ)并解决常见问题。

3. 构建高并发分布式系统:通过MySQL与消息队列的协同设计,解决数据一致性、削峰填谷等难题。

4. 实战避坑指南:积累生产环境中的优化经验与故障排查技巧。

培训收益

· 性能提升:降低MySQL查询延迟90%以上,消息队列吞吐量提升3-5倍。

· 成本优化:减少服务器资源浪费,降低硬件采购成本。

· 系统稳定性:通过消息队列解耦系统,提升整体容错能力。

· 技术深度:深入理解数据库与消息中间件底层原理,增强技术决策力。

二、培训内容与案例说明

模块1:MySQL性能优化实战

内容

1. SQL优化 

· 慢查询分析与定位(EXPLAIN、slow_query_log)

· 避免全表扫描:索引覆盖、索引下推(ICP)

· 减少排序与临时表:ORDER BY/GROUP BY优化技巧

2. 索引设计 

· 索引类型选择(B-Tree、Hash、全文索引)

· 复合索引的最左前缀原则与失效场景

· 索引维护成本与选择性计算

3. 架构优化 

· 分库分表策略(水平拆分、垂直拆分)

· 读写分离与主从同步延迟问题

· 缓存层设计(Redis与MySQL协同)

4. 硬件与配置调优 

· InnoDB缓冲池(innodb_buffer_pool_size)配置

· 磁盘I/O优化(SSD vs HDD、RAID策略)

· 连接池参数调优(max_connections、thread_cache_size)

案例

· 电商订单查询优化

· 原始SQL:SELECT * FROM orders WHERE user_id=123 ORDER BY create_time DESC LIMIT 100, 20;

· 优化后:添加(user_id, create_time)复合索引,改用覆盖索引查询。

· 效果:查询时间从2.3秒降至0.05秒。

模块2:消息队列核心原理与选型

内容

1. 消息队列设计目标 

· 解耦、异步、削峰、冗余存储

· 消息顺序性、重复消费、丢失问题

2. Kafka vs RocketMQ对比
 | 维度 | Kafka | RocketMQ |
 |----------------|-------------------------------|----------------------------|
 | 架构 | 分区+副本(高吞吐) | 主题+队列(低延迟) |
 | 适用场景 | 大数据日志、流处理 | 金融交易、事务消息 |
 | 消息可靠性 | 依赖ISR机制 | 支持同步刷盘+主从同步 |

3. 核心组件解析 

· Kafka:Broker、Partition、ISR、Consumer Group

· RocketMQ:NameServer、Broker、CommitLog、ConsumeQueue

案例

· 秒杀系统削峰设计

· 用户请求先写入Kafka,后端服务按速率消费,避免数据库直接崩溃。

· 对比直接访问数据库的QPS下降80%,系统稳定性显著提升。

模块3:消息队列高级特性与生产实践

内容

1. 消息顺序性保障 

· Kafka单分区顺序消费

· RocketMQ全局顺序消息实现

2. 事务消息 

· Kafka无原生事务支持,需通过“两阶段提交+本地事务表”模拟

· RocketMQ事务消息机制(Half Message + 回查检查)

3. 死信队列与重试机制 

· 消息消费失败后的重试策略(指数退避)

· 死信队列设计(隔离失败消息便于排查)

4. 监控与告警 

· Kafka:kafka-manager、Prometheus监控指标

· RocketMQ:Dashboard、消息堆积告警

案例

· 金融支付事务消息

· 用户扣款成功后发送事务消息,若后续操作失败则回滚扣款。

· 通过RocketMQ事务消息实现最终一致性,避免数据不一致。

模块4:MySQL与消息队列协同设计

内容

1. 数据一致性挑战 

· 本地消息表模式(MySQL+定时任务)

· TCC(Try-Confirm-Cancel)分布式事务

2. 异步解耦实践 

· 订单创建后通过消息队列触发物流、通知等子系统

· 避免同步调用导致的超时与级联失败

3. CDC(变更数据捕获) 

· 通过Binlog解析(Canal/Maxwell)将MySQL数据同步到Kafka

· 实现数据仓库ETL或缓存更新

案例

· 用户积分异步更新

· 用户行为(登录、购买)写入MySQL后,通过Binlog+Canal将变更发送到Kafka。

· 积分服务消费Kafka消息并更新Redis缓存,避免直接查询数据库。

模块5:综合项目实战

项目:高并发电商系统优化

· 场景:支持10万级用户同时下单,确保数据一致性且不压垮数据库。

· 技术点

· MySQL分库分表(按用户ID哈希分片)

· 订单数据通过Kafka同步到搜索、分析等子系统

· 使用RocketMQ事务消息保证支付与库存操作的原子性

· 对比实验

· 优化前:直接访问单库MySQL,QPS 2000时响应时间>5秒

· 优化后:通过消息队列削峰+分库,QPS提升至15000,响应时间<500ms

 




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