畫江湖之SQL優化 -10大經典案例場景

Luson發表於2021-09-16
SQL優化

在應用開發的早期，資料量少，開發人員開發功能時更重視功能上的實現，隨著生產資料的增長，很多SQL語句開始暴露出效能問題，對生產的影響也越來越大，有時可能這些有問題的SQL就是整個系統效能的瓶頸。

1、通過慢查日誌等定位那些執行效率較低的SQL語句

2、explain 分析SQL的執行計劃

需要重點關注type、rows、filtered、extra。

type由上至下，效率越來越高

  • ALL 全表掃描

  • index 索引全掃描

  • range 索引範圍掃描，常用語<,<=,>=,between,in等操作

  • ref 使用非唯一索引掃描或唯一索引字首掃描，返回單條記錄，常出現在關聯查詢中

  • eq_ref 類似ref，區別在於使用的是唯一索引，使用主鍵的關聯查詢

  • const/system 單條記錄，系統會把匹配行中的其他列作為常數處理，如主鍵或唯一索引查詢

  • null MySQL不訪問任何表或索引，直接返回結果
    雖然上至下，效率越來越高，但是根據cost模型，假設有兩個索引idx1(a, b, c),idx2(a, c)，SQL為”select * from t where a = 1 and b in (1, 2) order by c”;如果走idx1，那麼是type為range，如果走idx2，那麼type是ref；當需要掃描的行數，使用idx2大約是idx1的5倍以上時，會用idx1，否則會用idx2

Extra

  • Using filesort：MySQL需要額外的一次傳遞，以找出如何按排序順序檢索行。通過根據聯接型別瀏覽所有行併為所有匹配WHERE子句的行儲存排序關鍵字和行的指標來完成排序。然後關鍵字被排序，並按排序順序檢索行。

  • Using temporary：使用了臨時表儲存中間結果，效能特別差，需要重點優化

  • Using index：表示相應的 select 操作中使用了覆蓋索引（Coveing Index）,避免訪問了表的資料行，效率不錯！如果同時出現 using where，意味著無法直接通過索引查詢來查詢到符合條件的資料。

  • Using index condition：MySQL5.6之後新增的ICP，using index condtion就是使用了ICP（索引下推），在儲存引擎層進行資料過濾，而不是在服務層過濾，利用索引現有的資料減少回表的資料。

3、show profile 分析

瞭解SQL執行的執行緒的狀態及消耗的時間。
預設是關閉的，開啟語句“set profiling = 1;”

SHOW PROFILES ;
SHOW PROFILE FOR QUERY  #{id};

4、trace

trace分析優化器如何選擇執行計劃，通過trace檔案能夠進一步瞭解為什麼優惠券選擇A執行計劃而不選擇B執行計劃。

set optimizer_trace="enabled=on";
set optimizer_trace_max_mem_size=1000000;
select * from information_schema.optimizer_trace;

5、確定問題並採用相應的措施

  • 優化索引

  • 優化SQL語句：修改SQL、IN 查詢分段、時間查詢分段、基於上一次資料過濾

  • 改用其他實現方式：ES、數倉等

  • 資料碎片處理

案例1、最左匹配

索引

`KEY `idx_shopid_orderno` (`shop_id`,`order_no`)

SQL語句

select * from _t where orderno=''

查詢匹配從左往右匹配，要使用order_no走索引，必須查詢條件攜帶shop_id或者索引(shop_id,order_no)調換前後順序

案例2、隱式轉換

索引

`KEY `idx_mobile` (`mobile`)

SQL語句

select * from _user where mobile=12345678901

隱式轉換相當於在索引上做運算，會讓索引失效。mobile是字元型別，使用了數字，應該使用字串匹配，否則MySQL會用到隱式替換，導致索引失效。

案例3、大分頁

索引

`KEY `idx_a_b_c` (`a`, `b`, `c`)

SQL語句

select * from _t where a = 1 and b = 2 order by c desc limit 10000, 10;

對於大分頁的場景，可以優先讓產品優化需求，如果沒有優化的，有如下兩種優化方式，

一種是把上一次的最後一條資料，也即上面的c傳過來，然後做“c < xxx”處理，但是這種一般需要改介面協議，並不一定可行。

另一種是採用延遲關聯的方式進行處理，減少SQL回表，但是要記得索引需要完全覆蓋才有效果，SQL改動如下

select t1.* from _t t1, (select id from _t where a = 1 and b = 2 order by c desc limit 10000, 10) t2 where t1.id = t2.id;

案例4、in + order by

索引

`KEY `idx_shopid_status_created` (`shop_id`, `order_status`, `created_at`)

SQL語句

select * from _order where shop_id = 1 and order_status in (1, 2, 3) order by created_at desc limit 10

in 查詢在MySQL底層是通過 n*m 的方式去搜尋，類似 union，但是效率比 union 高。
in 查詢在進行 cost 代價計算時（代價 = 元組數 * IO平均值），是通過將 in 包含的數值，一條條去查詢獲取元組數的，因此這個計算過程會比較的慢，所以MySQL設定了個臨界值(eq_range_index_dive_limit)，5.6之後超過這個臨界值後該列的 cost 就不參與計算了。因此會導致執行計劃選擇不準確。預設是200，即 in 條件超過了200個資料，會導致 in 的代價計算存在問題，可能會導致Mysql選擇的索引不準確。

處理方式，可以(order_status, created_at)互換前後順序，並且調整SQL為延遲關聯。

案例5、範圍查詢阻斷，後續欄位不能走索引

索引

`KEY `idx_shopid_created_status` (`shop_id`, `created_at`, `order_status`)

SQL語句

`select * from _order where shop_id = 1 and created_at > '2021-01-01 00:00:00' and order_status = 10

範圍查詢還有“IN、between”

案例6、不等於、不包含不能用到索引的快速搜尋。（可以用到ICP）

select * from _order where shop_id=1 and order_status not in (1,2)
select * from _order where shop_id=1 and order_status != 1

在索引上，避免使用NOT、!=、<>、!<、!>、NOT EXISTS、NOT IN、NOT LIKE等

案例7、優化器選擇不使用索引的情況

如果要求訪問的資料量很小，則優化器還是會選擇輔助索引，但是當訪問的資料佔整個表中資料的蠻大一部分時（一般是20%左右），優化器會選擇通過聚集索引來查詢資料。

select * from _order where  order_status = 1

查詢出所有未支付的訂單，一般這種訂單是很少的，即使建了索引，也沒法使用索引。

案例8、複雜查詢

select sum(amt) from _t where a = 1 and b in (1, 2, 3) and c > '2020-01-01';
select * from _t where a = 1 and b in (1, 2, 3) and c > '2020-01-01' limit 10;

如果是統計某些資料，可能改用數倉進行解決；

如果是業務上就有那麼複雜的查詢，可能就不建議繼續走SQL了，而是採用其他的方式進行解決，比如使用ES等進行解決。

案例9、asc和desc混用

select * from _t where a=1 order by b desc, c asc

desc 和asc混用時會導致索引失效

案例10、大資料

對於推送業務的資料儲存，可能資料量會很大，如果在方案的選擇上，最終選擇儲存在MySQL上，並且做7天等有效期的儲存。

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