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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_size和max_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age和salary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type和ref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ref，OR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const，OR语句的type值为null，const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

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