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Mysql性能调优(七)

前言

  上一篇文章我们介绍了优化索引在MySQL中的具体使用,包括验证索引提升查询效率、避免索引失效的原则以及查看索引使用情况。本文给大家介绍SQL语句优化。主要包括优化insert语句、优化order by语句、filesort优化、优化group by语句、优化嵌套查询、优化or条件、优化分页查询、使用SQL提示。

一、大批量插入数据

  首先让我们进行环境准备。首先创建tb_user_2;具体语句如下:

create table `tb_user_2`(
    `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    `username` varchar(45) NOT NULL,
    `password` varchar(96) NOT NULL,
    `name` varchar(45) NOT NULL,
    `birthday` datetime DEFAULT NULL,
    `sex` char(1) DEFAULT NULL,
    `email` varchar(45) DEFAULT NULL,
    `phone` varchar(45) DEFAULT NULL,
    `qq` varchar(32) DEFAULT NULL,
    `status` varchar(32) NOT NULL COMMENT '用户状态',
    `create_time` datetime NOT NULL,
    `update_time` datetime DEFAULT NULL,
    PRIMARY KEY (`id`),
    UNIQUE KEY `unique_user_username` (`username`)
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=UTF8;

  当使用load命令导入数据时,适当的设置可以提高导入的效率。



  对于InnoDB类型的表,有以下几种方式可以提高导入的效率。

  • 1、主键顺序插入
      因为InnoDB类型的表是按照主键的顺序保存的,所以将导入的数据按照主键的顺序进行排列,可以有效的提高导入数据的效率。如果InnoDB表没有主键,那么系统会自动默认创建一个内部列作为主键,所以,如果可以给表创建一个主键,将可以利用这点,来提高导入数据的效率。

  脚本文件介绍:
sql1.log-----> 主键有序
sql2.log-------> 主键无序

  插入ID顺序排列数据:



  插入ID无序排列数据:


  • 2、关闭唯一性校验
      在导入数据前执行SET UNIQUE_CHECKS = 0,关闭唯一性校验,在导入结束后执行SET UNIQUE_CHECKS = 1,恢复唯一性校验,可以提高导入的效率。
  • 3、手动提交事务
      如果应用使用自动提交的方式,建议在导入前执行SET AUTOCOMMIT=0,关闭自动提交,导入结束后在执行SET AUTOCOMMIT=1,打开自动提交,也可以提高导入的效率。

二、优化insert语句

  当进行数据的insert操作的时候,可以考虑采用以下的几种优化方案。

  • 如果需要同时对一张表插入很多行数据时,应该尽量使用多个值表的insert语句,这种方式将大大的缩减客户端与数据库之间的连接、关闭等消耗。使得效率比公开执行的单个insert语句快。
      我们通过一个案例来验证上面提到的结论。我们一般插入数据的方式如下所示:
insert into tb_test values(1, 'Tom');
insert into tb_test values(2, 'Cat');
insert into tb_test values(3, 'Jerry');

  优化后的方案为:

insert into tb_test values(1, 'Tom'),(2, 'Cat'),(3, 'Jerry');
  • 在事务中进行数据的插入,具体的实现语句如下:
start transaction;
insert into tb_test values(1, 'Tom');
insert into tb_test values(2, 'Cat');
insert into tb_test values(3, 'Jerry');
commit;
  • 数据有序插入,我们一般插入数据的方式如下所示:
insert into tb_test values(4, 'Tim');
insert into tb_test values(1, 'Tom');
insert into tb_test values(3, 'Jerry');
insert into tb_test values(5, 'Rose');
insert into tb_test values(2, 'Cat');

  优化后的语句如下

insert into tb_test values(1, 'Tom');
insert into tb_test values(2, 'Cat');
insert into tb_test values(3, 'Jerry');
insert into tb_test values(4, 'Tim');
insert into tb_test values(5, 'Rose');

三、优化order by语句

8.jpg

1、环境准备

  在介绍order by语句优化之前,首先让我们进行环境准备。首先创建emp表并且插入一些数据;具体语句如下:


  接下来,针对插入的数据,我们为emp表中的age和salary两个字段创建索引,具体语句如下:

create index idx_emp_age_salary on emp(age, salary);

2、两种排序方式

  • 1、第一种是通过对返回数据进行排序,也就是通常说的filesort排序,所有不是通过索引直接返回排序结果的排序都叫FileSort排序。具体用语句实现如下:
explain select * from emp order by age desc;

  执行效果如图所示:


explain select * from emp order by age asc;

  执行效果如图所示:


  • 2、第二种是通过有序索引顺序扫描直接返回有序数据,这种情况即为using index,不需要额外的排序,操作效率高。
explain select id from emp order by age asc;

  执行效果如图所示:



  接下来为大家介绍多字段排序的优化

explain select id, age, salary from emp order by age, salary;

  执行效果如图所示:


explain select id, age, salary from emp order by age desc, salary desc;

  执行效果如图所示:


explain select id, age, salary from emp order by salary desc, age desc;

  执行效果如图所示:


  我们应该了解MySQL的排序方式,优化的目标就比较清晰明了;尽量减少额外的排序,通过索引直接返回有序数据。where条件和order by使用相同的索引,并且order by的顺序和索引顺序相同,另外order by的字段都是升序或者都是降序,否则,一定需要额外的操作,这样就会出现FileSort

3、FileSort的优化

  通过创建合适的索引,能够减少FileSort的出现,但是在某些情况下,条件限制不能让FileSort消失,那就需要加快FileSort的排序操作,对于FileSort,MySQL有两种排序算法:

   1、两次扫描算法:MySQL4.1之前,使用该方式排序。首先根据条件取出排序字段和行指针信息,然后在排序区sort buffer中排序,如果sort buffer不够,则在临时表temporary table中存储排序结果。完成排序之后,再根据行指针回表读取记录,该操作可能会导致大量随机I/O操作。
  2、一次性扫描算法:一次性取出满足条件的所有字段,然后再排序区sort buffer中排序后直接输出结果集。排序时内存开销较大,但是排序效率比两次扫描算法要高。
  MySQL通过比较系统变量max_length_for_sort_data的大小和Query语句取出的字段总大小,来判定是否那种排序算法,如果max_length_for_sort_data更大,那么使用第二种优化之后的算法;否则就使用第一种。
  我们可以适当地提高sort_buffer_sizemax_length_for_sort_data系统变量,来增大排序区的大小,从而提高排序的效率。

show variables like 'max_length_for_sort_data';

  执行效果如图所示:


show variables like 'sort_buffer_size';

  执行效果如图所示:


四、优化group by语句

  由于GRUOP BY实际上也同样会进行排序操作,而且与ORDER BY相比,GRUOP BY只要只是多了排序之后的分组操作。当然,如果在分组的时候还使用了其他的一些聚合函数,那么还需要一些聚合函数的计算。所以,在GRUOP BY的实现过程中,与ORDER BY一样也可以利用到索引。
  如果在查询中包含GROUP BY但是用户想要避免排序结果的消耗,则可以执行order by null禁止排序。具体实现如下:

drop index idx_emp_age_salary on emp;
explain select age, count(*) from emp group by age;

  执行效果如图所示:



  优化后的语句如下:

explain select age, count(*) from emp group by age order by null;

  执行效果如图所示:


  从上面的实践可以看出:第一个SQL语句需要进行filesort,而第二个SQL由于order by null不需要进行filesort,而上文提过FileSort往往非常耗费时间。我们对emp表中的agesalary字段进行创建索引,具体实现如下:

create index idx_emp_age_salary on emp(age, salary);

  执行效果如图所示:



  接下来我们查看其执行计划

explain select age, count(*) from emp group by age order by null;

  执行效果如图所示:


五、优化嵌套查询

  MySQL4.1之后,开始支持SQL的子查询。这个技术可以使用SELECT语句来创建一个单列的查询结果,然后把这个结果作为过滤条件用在另一个查询中。使用子查询可以一次性的完成很多逻辑上需要多个步骤才能完成SQL操作,同时也可以避免事务或者表锁死,并且写起来也很容易。但是,有些情况下,子查询是可以更高效的连接(JOIN)替代。
  我们以查找有角色的所有用户信息为例来验证上面理论的正确性。

explain select * from t_user where id in (select user_id from user_role);

  执行效果如图所示:



  我们对以上嵌套的SQL语句进行优化,实现如下:

explain select * from t_user u, user_role ur where u.id = ur.user_id;

  执行效果如图所示:


六、优化or语句

  对于包含OR的查询子句,如果要利用索引,则OR之间的每个条件列都必须要用到索引,而不能使用到复合索引;如果没有索引,这应该考虑增加索引。接下来我们获取emp表中的所有索引。

show index from emp;

  执行效果如图所示:


explain select * from emp where id =1 or age = 30\G;

  执行效果如图所示:


explain select * from emp where id =1 or id = 10\G;

  执行效果如图所示:


  这里我们建议将使用union替换or,具体的语句实现如下:

explain select * from emp where id =1 union select * from emp where id = 10;

  执行效果如图所示:


  我们比较这两条语句的执行结果,发现有几个重要的指标是不一样的,主要差别在于typeref两项:

  其中的type显示的是访问的类型,是较为重要的一个指标,结果值从好到坏依次是:

system > const > eq_ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_ subquery > index_subquery > range > index > ALL

  UNION语句的type值为refOR语句的type值为range,可以看到这是一个很明显的差距。
  UNION语句的ref值为constOR语句的type值为nullconst表示是常量值引用,非常快,这两项的差距就说明了UNION要优于OR

七、优化分页查询

  一般分页查询时,通过创建覆盖索引能够较好的提高性能。一个常见有非常头疼的问题就是limit 200000000, 10,此时需要MySQL排序前200000010记录,仅仅返回200000000-200000010的记录,其他记录丢弃,查询排序的代价非常大。

explain select * from tb_item limit 200000000, 10;

  执行效果如图所示:



  我们给大家介绍第一种优化的思路:

  在索引上完成排序分页操作,最后根据主键关联回原表查询所需要的其他列内容。

explain select * from tb_item t, (select id from tb_item order by id limit 200000000, 10) a where t.id = a.id;

  执行效果如图所示:



  我们给大家介绍第二种优化的思路:

   该方案适用于主键自增的表,可以把limit查询换成某个位置的查询。

explain select * from tb_item where id > 1000000000 limit 10;

  执行效果如图所示:


八、使用SQL提示

  SQL提示是优化数据库的一个重要手段,简单地来说,就是在SQL语句中加入一些人为的提示来达到优化操作的目的。

1、USE INDEX

  在查询语句中表名的后面,添加use index来提供希望MySQL去参考的索引列表,就可以让MySQL不在考虑其他可用的索引。

create index idx_seller_name on tb_seller(name);
explain select * from tb_seller where name = '小米科技';

  执行效果如图所示:


explain select * from tb_seller use index(idx_seller_name) where name = '小米科技';

  执行效果如图所示:


2、 IGNORE INDEX

  如果用户只是单纯的想让MySQL忽略一个或者多个索引,则可以使用ignore index作为hint

explain select * from tb_seller ignore index(idx_seller_name) where name = '小米科技';

  执行效果如图所示:


explain select * from tb_seller ignore index(idx_seller_name_sta_address) where name = '小米科技';

  执行效果如图所示:


3、FROCE INDEX

  为强制MySQL使用一个特定的索引,可以在查询中使用force index作为hint

create index idx_seller_address on tb_seller(address);
explain select * from tb_seller where address='北京市';

  执行效果如图所示:


explain select * from tb_seller use index(index_seller_address) where address='北京市';

  执行效果如图所示:


explain select * from tb_seller force index(index_seller_address) where address='北京市';

  执行效果如图所示:


总结

  上一篇文章给大家介绍了优化索引在MySQL中的具体使用,包括验证索引提升查询效率、避免索引失效的原则以及查看索引使用情况。本文给大家介绍了SQL语句优化。主要包括优化insert语句、优化order by语句、filesort优化、优化group by语句、优化嵌套查询、优化or条件、优化分页查询、使用SQL提示。因此,mysql是很重要的一个技能,几乎计算机中的每个岗位都需要一个mysq技能,因此,需要我们特别的掌握。生命不息,奋斗不止,我们每天努力,好好学习,不断提高自己的能力,相信自己一定会学有所获。加油!!!

作者:一计之长

原文链接:https://www.jianshu.com/p/7a207f10d54b

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