MySQL/MariaDB optimieren: So verbessern Sie die Leistung auf Linux-Servern

Die Leistung einer Datenbank entscheidet oft maßgeblich über die Geschwindigkeit und Stabilität von Webanwendungen. MariaDB und MySQL bieten zahlreiche Möglichkeiten zur Optimierung: Von Konfiguration über Indizes bis hin zu Caching und Replikation. Mit gezielten Maßnahmen lassen sich die Datenbankressourcen effizienter nutzen und die Antwortzeiten für Abfragen deutlich reduzieren.

Wieso sollte man MariaDB und MySQL optimieren?

Die Optimierung von MariaDB und MySQL ist sinnvoll, weil unoptimierte Datenbanken schnell an ihre Grenzen stoßen. Eine schlechte Performance kann zu langen Ladezeiten, Timeouts oder sogar Systemausfällen führen.

Gerade bei großen Datenmengen oder vielen gleichzeitigen Zugriffen belastet jede ineffiziente Abfrage CPU und RAM. Auch das Speichern von redundanten Daten oder fehlende Indizes wirken sich negativ auf die Geschwindigkeit aus. Eine optimierte Datenbank reduziert die Systemlast, verbessert die Skalierbarkeit und sorgt dafür, dass Anwendungen auch unter hoher Last stabil laufen.

Wie kann man MySQL/MariaDB optimieren?

Es gibt viele Möglichkeiten, eine MariaDB- oder MySQL-Datenbank auf einem Linux-Server zu optimieren. Dazu gehören Anpassungen an der Konfiguration, Index-Optimierung, Verbesserung der Abfragen, Tuning von InnoDB und die Nutzung von Caching oder Replikation. Im Folgenden werden die wichtigsten Maßnahmen vorgestellt.

Möglichkeit 1: Langsame Anfragen identifizieren

Ein Teil des Prozesses zur Optimierung von MySQL/MariaDB ist die Überprüfung auf langsame oder ineffiziente Abfragen. Eine schlecht strukturierte MySQL/MariaDB-Abfrage kann die gesamte Datenbank verlangsamen.

MySQL/MariaDB kann konfiguriert werden, um jede Abfrage zu protokollieren, die länger als die angegebene Anzahl von Sekunden dauert. Auf diese Weise können Sie alle langsamen Anfragen verfolgen und bei Bedarf korrigieren.

Um die Protokollierung langsamer Abfragen zu aktivieren, melden Sie sich bei MySQL/MariaDB an:

mysql -u root -p

Geben Sie den folgenden Befehl ein, um die Protokollierung zu aktivieren:

SET GLOBAL slow_query_log = 'ON';

Der voreingestellte Schwellenwert beträgt 10 Sekunden. Verwenden Sie den folgenden Befehl, um die Protokollierung für jede Abfrage zu aktivieren, die länger als 1 Sekunde dauert:

SET GLOBAL long_query_time = 1;

Abfragen, die länger als 1 Sekunde dauern, werden unter /var/lib/mysql/hostname-slow.log protokolliert.

Auch Monitoring-Tools wie mysqltuner oder performance_schema können genutzt werden und liefern wertvolle Hinweise, um zu erkennen, welche Abfragen optimiert werden können.

Möglichkeit 2: InnoDB-Konfiguration anpassen

Die Konfiguration von MariaDB/MySQL ist eine der wirkungsvollsten Methoden, um die Performance einer Datenbank nachhaltig zu verbessern. Viele Standardinstallationen nutzen generische Werte, die für kleinere Testumgebungen ausgelegt sind, aber nicht für produktive Systeme mit vielen Abfragen. Durch das gezielte Anpassen von InnoDB-Parametern kann die Datenbank Ressourcen effizienter nutzen.

Wichtige Parameter sind unter anderem:

• innodb_flush_log_at_trx_commit: Diese Einstellung bietet einen erheblichen Kompromiss zwischen Leistung und Zuverlässigkeit. Standardmäßig steht der Wert auf 1, was bedeutet, dass jede Transaktion sofort auf die Festplatte geschrieben wird. Das garantiert maximale Sicherheit, kann jedoch die Performance bei hoher Transaktionslast stark reduzieren. Ein Wert von 2 reduziert I/O-Operationen erheblich, während ein geringes Risiko von Datenverlust bei einem Absturz besteht.
• innodb_log_file_size: Die Größe der InnoDB-Logdateien hat direkten Einfluss auf die Geschwindigkeit von Schreiboperationen. Größere Logfiles bedeuten, dass mehr Transaktionen im Speicher gesammelt werden können, bevor sie auf die Festplatte geschrieben werden.
• innodb_file_per_table: Mit dieser Option wird für jede InnoDB-Tabelle eine eigene Tablespace-Datei erstellt. Das hat mehrere Vorteile: Es erleichtert das Management großer Tabellen, reduziert Fragmentierung innerhalb des gemeinsamen Tablespaces und kann die Performance bei Backups verbessern.
• innodb_buffer_pool_size: Dieser Wert sollte typischerweise 50–80 % des verfügbaren RAMs ausmachen, um möglichst viele Daten und Indizes im Speicher zu halten.
• innodb_flush_method: Diese Option legt fest, wie InnoDB Daten und Logs auf die Festplatte schreibt. Setzen Sie diesen Wert auf O_DIRECT, um eine doppelte Pufferung der Daten zu vermeiden.

Um die InnoDB-Einstellungen zu ändern, öffnen Sie die Datei my.cnf zur Bearbeitung. Eine exemplarische Konfiguration in my.cnf könnte dann beispielsweise so aussehen:

[mysqld]
innodb_flush_log_at_trx_commit = 2
innodb_log_file_size = 512M
innodb_file_per_table = 1
innodb_buffer_pool_size = 1G
innodb_flush_method = O_DIRECT

Starten Sie MariaDB/MySQL neu, damit die Änderungen wirksam werden.

Möglichkeit 3: Indizes anpassen

Indizes sind essenziell, um die Performance von MySQL- oder MariaDB-Abfragen zu verbessern. Statt jede Zeile einer Tabelle zu durchsuchen, kann die Datenbank mithilfe des Index direkt zu den relevanten Einträgen springen.

Allerdings gilt: Zu viele oder falsche Indizes können kontraproduktiv sein. Jeder zusätzliche Index benötigt Speicherplatz. Daher ist es wichtig, nur die Spalten zu indexieren, die tatsächlich häufig verwendet werden.

Ein einfaches Beispiel: Angenommen, wir haben eine Tabelle users und suchen oft nach der Spalte email. Dann kann ein Index die Abfragen erheblich beschleunigen:

CREATE INDEX idx_user_email ON users(email);

Mit diesem Index werden Abfragen wie

SELECT * FROM users WHERE email='xyz@example.com';

deutlich schneller ausgeführt, weil die Datenbank nicht jede Zeile der Tabelle durchsuchen muss, sondern direkt auf die passenden Einträge zugreift.

Zusätzlich können kombinierte Indizes sinnvoll sein, wenn mehrere Spalten zusammen häufig in Abfragen verwendet werden.

Regelmäßig sollten auch nicht mehr benötigte oder selten genutzte Indizes entfernt werden, um Speicher zu sparen und die Schreibperformance zu verbessern. Im Beispiel wird der Index idx_old_column gelöscht:

DROP INDEX idx_old_column ON users;

Möglichkeit 4: Abfragen optimieren

Komplexe oder ineffiziente SQL-Abfragen können die Datenbank stark belasten und die Performance verschlechtern, insbesondere bei großen Tabellen. Um Abfragen zu optimieren, sollten Sie zunächst prüfen, wie die Datenbank die Abfrage ausführt. Dazu eignet sich der Befehl EXPLAIN.

EXPLAIN SELECT id, email FROM users WHERE status='active';

Mit EXPLAIN zeigt MySQL/MariaDB, welche Indizes verwendet werden, wie viele Zeilen gelesen werden müssen und in welcher Reihenfolge Tabellen verarbeitet werden. So können Sie erkennen, ob die Abfrage effizient ist oder ob zusätzliche Optimierungen sinnvoll sind, z. B. das Hinzufügen von Indizes oder das Anpassen von Joins.

Vermeiden Sie zudem Abfragen der Form SELECT *, da dabei viele Spalten geladen werden, die nicht benötigt werden. Stattdessen sollten Sie nur die Spalten abfragen, die wirklich gebraucht werden. Das reduziert die Menge an übertragenen Daten und verbessert die Geschwindigkeit der Abfrage. Bei komplexen Joins lohnt es sich, die Bedingungen in der WHERE-Klausel so präzise wie möglich zu formulieren, um unnötige Scans der gesamten Tabelle zu verhindern.

Möglichkeit 5: Replikation und Caching

Auch Replikation, also das Verteilen der Last auf mehrere Server, sowie Caching, um die Anzahl der direkten Datenbankzugriffe zu reduzieren, können dabei helfen, MariaDB/MySQL zu optimieren.

Bei der Replikation wird in der Regel das sogenannte Master-Slave-Prinzip eingesetzt: Der Master-Server verarbeitet alle Schreiboperationen, während ein oder mehrere Slave-Server die Daten replizieren und Leseabfragen übernehmen. So kann die Datenbank hohe Last effizienter bewältigen, ohne dass der Master-Server überlastet wird. Konfiguration und Einrichtung der Replikation erfordern zwar initial Aufwand, bringen aber gerade bei stark genutzten Anwendungen eine Verbesserung der Performance.

Zusätzlich kann auch Caching die Antwortzeiten deutlich verbessern. MySQL/MariaDB bietet dazu den Query Cache, der Ergebnisse häufig wiederholter Abfragen zwischenspeichert. Dadurch müssen dieselben Abfragen nicht erneut ausgeführt werden. Mit folgenden Einstellungen können Sie die Größe des Caches festlegen und den Query-Cache aktivieren:

SET GLOBAL query_cache_size = 64*1024*1024;
SET GLOBAL query_cache_type = 1;

Für moderne Anwendungen ist es außerdem sinnvoll, externe Caching-Lösungen wie Redis zu nutzen, die noch schneller auf häufig benötigte Daten zugreifen können.

Möglichkeit 6: Partitionierung von Tabellen

Bei sehr großen Tabellen kann die Verarbeitung von Abfragen länger dauern, weil die Datenbank jede Zeile durchsuchen muss. Mit Partitionierung lassen sich Tabellen in kleinere, logisch getrennte Teile unterteilen, z. B. nach Datum, ID-Bereich oder anderen Kriterien. Jede Partition wird intern wie eine separate Tabelle behandelt, sodass Abfragen, die nur bestimmte Partitionen betreffen, deutlich schneller ausgeführt werden können.

Ein Beispiel für eine Partitionierung nach Jahr bei einer Bestell-Tabelle könnte so aussehen:

CREATE TABLE orders (
id INT,
order_date DATE,
amount DECIMAL(10,2)
)
PARTITION BY RANGE (YEAR(order_date)) (
PARTITION p2023 VALUES LESS THAN (2024),
PARTITION p2024 VALUES LESS THAN (2025)
);

In diesem Fall werden alle Bestellungen aus 2023 in der Partition p2023 und alle Bestellungen aus 2024 in p2024 abgelegt.

Möglichkeit 7: Verbindungspooling nutzen

Jede neue Verbindung zu MySQL/MariaDB benötigt Zeit und Ressourcen. Wenn Ihre Anwendung bei jeder Anfrage eine Verbindung auf- und wieder abbaut, entsteht dadurch eine unnötige Last auf dem Server. Das sogenannte Verbindungspooling kann genutzt werden, um MariaDB und MySQL zu optimieren, und löst dieses Problem, indem eine bestimmte Anzahl von Datenbankverbindungen dauerhaft geöffnet bleibt. Anwendungen greifen dann immer wieder auf diese bestehenden Verbindungen zurück, anstatt neue aufzubauen.

Ein Beispiel in PHP mit mysqli sieht so aus:

$mysqli = new mysqli('localhost', 'user', 'password', 'db');
$mysqli->options(MYSQLI_OPT_CONNECT_TIMEOUT, 5);

Anstatt für jeden Request eine komplett neue Verbindung zu öffnen, nutzt der Pool die bereits bestehenden Verbindungen. Das führt zu schnelleren Reaktionszeiten und entlastet gleichzeitig den Datenbankserver.