系统上线出现了性能问题,需要做优化。那么首先想到的很有可能是优化sql语句,因为它的改造成本相对于代码来说也要小得多。
插入数据
insert
如果我们需要一次性往数据库表中插入多条记录,可以从以下三个方面进行优化。
1 2 3 4 | insert into tb_test values(1,’tom’); insert into tb_test values(2,’cat’); insert into tb_test values(3,’jerry’); ….. |
优化方案
- 批量插入数据建议每次批量插入500-1000条数据1
Insert into tb_test values(1,’Tom’),(2,’Cat’),(3,’Jerry’); - 手动控制事务mysql默认每执行一次sql自动提交事务,我们可以节省这种反复提交事务的开销,多条sql执行一起提交。1
2
3
4
5
start transaction;
insert into tb_test values(1,’Tom’),(2,’Cat’),(3,’Jerry’);
insert into tb_test values(4,’Tom’),(5,’Cat’),(6,’Jerry’);
insert into tb_test values(7,’Tom’),(8,’Cat’),(9,’Jerry’);
commit; - 主键顺序插入性能要高于乱序插入1
2
主键乱序插入 : 8 1 9 21 88 2 4 15 89 5 7 3
主键顺序插入 : 1 2 3 4 5 7 8 9 15 21 88 89
大批量插入数据
如果一次性需要插入大批量数据(比如: 几百万的记录),使用insert语句插入性能较低,此时可以使用MySQL数据库提供的load指令进行插入。操作如下:
可以执行如下指令,将数据脚本文件中的数据加载到表结构中:
1 2 3 4 5 6 | — 客户端连接服务端时,加上参数 -–local-infile mysql –-local-infile -u root -p — 设置全局参数local_infile为1,开启从本地加载文件导入数据的开关 set global local_infile = 1; — 执行load指令将准备好的数据,加载到表结构中 load data local infile ‘/root/sql1.log’ into table tb_user fields terminated by ‘,’ lines terminated by ‘\n’ ; |
示例演示:
A. 创建表结构
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | CREATE TABLE `tb_user` ( `id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `username` VARCHAR(50) NOT NULL, `password` VARCHAR(50) NOT NULL, `name` VARCHAR(20) NOT NULL, `birthday` DATE DEFAULT NULL, `sex` CHAR(1) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), UNIQUE KEY `unique_user_username` (`username`) ) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8 ; |
B. 设置参数
1 2 3 4 | — 客户端连接服务端时,加上参数 -–local-infile mysql –-local-infile -u root -p — 设置全局参数local_infile为1,开启从本地加载文件导入数据的开关 set global local_infile = 1; |
C. load加载数据
1 | load data local infile ‘D:/sql/load_user_100w_sort.sql’ into table tb_user fields terminated by ‘,’ lines terminated by ‘\n’ ; |
注:load_user_100w_sort.sql
文件的大概结构如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | 1,jdTmmKQlwu1,jdTmmKQlwu,jdTmmKQlwu,2020-10-13,1 2,BTJOeWjRiw2,BTJOeWjRiw,BTJOeWjRiw,2020-6-12,2 3,waQTJIIlHI3,waQTJIIlHI,waQTJIIlHI,2020-6-2,0 4,XmeFHwozIo4,XmeFHwozIo,XmeFHwozIo,2020-1-11,1 5,xRrvQSHcZn5,xRrvQSHcZn,xRrvQSHcZn,2020-10-18,2 6,gTDfGFNLEj6,gTDfGFNLEj,gTDfGFNLEj,2020-1-13,0 7,nBETIlVCle7,nBETIlVCle,nBETIlVCle,2020-9-27,1 8,vmePKKZjJU8,vmePKKZjJU,vmePKKZjJU,2020-10-20,2 9,pWjaLhJVaB9,pWjaLhJVaB,pWjaLhJVaB,2020-5-7,0 10,zimgGFPEQe10,zimgGFPEQe,zimgGFPEQe,2020-8-1,1 …… |
结果:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | mysql> load data local infile ‘D:/sql/load_user_100w_sort.sql’ into table tb_user fields terminated by ‘,’ lines terminated by ‘\n’ ; Query OK, 1000000 rows affected (14.96 sec) Records: 1000000 Deleted: 0 Skipped: 0 Warnings: 0 mysql> select count(*) from tb_user; +———-+ | count(*) | +———-+ | 1000000 | +———-+ 1 row in set (0.05 sec) |
我们看到,插入100w的记录,14.96 s就完成了,性能很好。
主键优化
数据组织方式
在InnoDB
存储引擎中,表数据都是根据主键顺序组织存放的,这种存储方式的表称为索引组织表(index organized table IOT
)。
行数据,都是存储在聚集索引的叶子节点上的。而我们之前也讲解过InnoDB
的逻辑结构图:
在InnoDB引擎中,数据行是记录在逻辑结构 page 页中的,而每一个页的大小是固定的,默认16K。那也就意味着, 一个页中所存储的行也是有限的,如果插入的数据行row在该页存储不小,将会存储到下一个页中,页与页之间会通过指针连接。
页分裂
页可以为空,也可以填充一半,也可以填充100%。每个页包含了2-N行数据(如果一行数据过大,会行溢出),根据主键排列。
A. 主键顺序插入效果
①. 从磁盘中申请页, 主键顺序插入
②. 第一个页没有满,继续往第一页插入
③. 当第一个也写满之后,再写入第二个页,页与页之间会通过指针连接
④. 当第二页写满了,再往第三页写入
B. 主键乱序插入效果
①. 加入1#,2#页都已经写满了,存放了如图所示的数据
②. 此时再插入id为50的记录,我们来看看会发生什么现象
会再次开启一个页,写入新的页中吗?
不会。因为,索引结构的叶子节点是有顺序的。按照顺序,应该存储在47之后。
但是47所在的1#页,已经写满了,存储不了50对应的数据了。 那么此时会开辟一个新的页 3#。
但是并不会直接将50存入3#页,而是会将1#页后一半的数据,移动到3#页,然后在3#页,插入50。
移动数据,并插入id为50的数据之后,那么此时,这三个页之间的数据顺序是有问题的。 1#的下一个页,应该是3#, 3#的下一个页是2#。 所以,此时,需要重新设置链表指针。
上述的这种现象,称之为 “页分裂”,是比较耗费性能的操作。
页合并
目前表中已有数据的索引结构(叶子节点)如下:
当我们对已有数据进行删除时,具体的效果如下:
当删除一行记录时,实际上记录并没有被物理删除,只是记录被标记(flaged)为删除并且它的空间变得允许被其他记录声明使用。
当我们继续删除2#的数据记录
当页中删除的记录达到 MERGE_THRESHOLD(默认为页的50%),InnoDB会开始寻找最靠近的页(前或后)看看是否可以将两个页合并以优化空间使用。
删除数据,并将页合并之后,再次插入新的数据20,则直接插入3#页
这个里面所发生的合并页的这个现象,就称之为 “页合并”。
MERGE_THRESHOLD:合并页的阈值,可以自己设置,在创建表或者创建索引时指定。
索引设计原则
- 满足业务需求的情况下,尽量降低主键的长度。
- 插入数据时,尽量选择顺序插入,选择使用AUTO_INCREMENT自增主键。
- 尽量不要使用UUID做主键或者是其他自然主键,如身份证号。
- 业务操作时,避免对主键的修改。
order by优化
MySQL的排序,有两种方式:
Using filesort : 通过表的索引或全表扫描,读取满足条件的数据行,然后在排序缓冲区sort buffer中完成排序操作,所有不是通过索引直接返回排序结果的排序都叫 FileSort 排序。
Using index : 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,不需要额外排序,操作效率高。
对于以上的两种排序方式,Using index的性能高,而Using filesort的性能低,我们在优化排序操作时,尽量要优化为 Using index。
接下来,我们来做一个测试:
A. 数据准备
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 | CREATE TABLE `tb_user` ( `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT ‘主键’, `name` varchar(50) NOT NULL COMMENT ‘用户名’, `phone` varchar(11) NOT NULL COMMENT ‘手机号’, `email` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT ‘邮箱’, `profession` varchar(11) DEFAULT NULL COMMENT ‘专业’, `age` tinyint unsigned DEFAULT NULL COMMENT ‘年龄’, `gender` char(1) DEFAULT NULL COMMENT ‘性别 , 1: 男, 2: 女’, `status` char(1) DEFAULT NULL COMMENT ‘状态’, `createtime` datetime DEFAULT NULL COMMENT ‘创建时间’, PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_user_pro_age_sta` (`profession`,`age`,`status`), KEY `idx_email_5` (`email`(5)) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=25 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci COMMENT=’系统用户表’ mysql> select * from tb_user; +—-+——–+————-+———————–+——————–+——+——–+——–+———————+ | id | name | phone | email | profession | age | gender | status | createtime | +—-+——–+————-+———————–+——————–+——+——–+——–+———————+ | 1 | 吕布 | 17799990000 | lvbu666@163.com | 软件工程 | 23 | 1 | 6 | 2001-02-02 00:00:00 | | 2 | 曹操 | 17799990001 | caocao666@qq.com | 通讯工程 | 33 | 1 | 0 | 2001-03-05 00:00:00 | | 3 | 赵云 | 17799990002 | 17799990@139.com | 英语 | 34 | 1 | 2 | 2002-03-02 00:00:00 | | 4 | 孙悟空 | 17799990003 | 17799990@sina.com | 工程造价 | 54 | 1 | 0 | 2001-07-02 00:00:00 | | 5 | 花木兰 | 17799990004 | 19980729@sina.com | 软件工程 | 23 | 2 | 1 | 2001-04-22 00:00:00 | | 6 | 大乔 | 17799990005 | daqiao666@sina.com | 舞蹈 | 22 | 2 | 0 | 2001-02-07 00:00:00 | | 7 | 露娜 | 17799990006 | luna_love@sina.com | 应用数学 | 24 | 2 | 0 | 2001-02-08 00:00:00 | | 8 | 程咬金 | 17799990007 | chengyaojin@163.com | 化工 | 38 | 1 | 5 | 2001-05-23 00:00:00 | | 9 | 项羽 | 17799990008 | xiaoyu666@qq.com | 金属材料 | 43 | 1 | 0 | 2001-09-18 00:00:00 | | 10 | 白起 | 17799990009 | baiqi666@sina.com | 机械工程及其自动化 | 27 | 1 | 2 | 2001-08-16 00:00:00 | | 11 | 韩信 | 17799990010 | hanxin520@163.com | 无机非金属材料工程 | 27 | 1 | 0 | 2001-06-12 00:00:00 | | 12 | 荆轲 | 17799990011 | jingke123@163.com | 会计 | 29 | 1 | 0 | 2001-05-11 00:00:00 | | 13 | 兰陵王 | 17799990012 | lanlinwang666@126.com | 工程造价 | 44 | 1 | 1 | 2001-04-09 00:00:00 | | 14 | 狂铁 | 17799990013 | kuangtie@sina.com | 应用数学 | 43 | 1 | 2 | 2001-04-10 00:00:00 | | 15 | 貂蝉 | 17799990014 | 84958948374@qq.com | 软件工程 | 40 | 2 | 3 | 2001-02-12 00:00:00 | | 16 | 妲己 | 17799990015 | 2783238293@qq.com | 软件工程 | 31 | 2 | 0 | 2001-01-30 00:00:00 | | 17 | 芈月 | 17799990016 | xiaomin2001@sina.com | 工业经济 | 35 | 2 | 0 | 2000-05-03 00:00:00 | | 18 | 嬴政 | 17799990017 | 8839434342@qq.com | 化工 | 38 | 1 | 1 | 2001-08-08 00:00:00 | | 19 | 狄仁杰 | 17799990018 | jujiamlm8166@163.com | 国际贸易 | 30 | 1 | 0 | 2007-03-12 00:00:00 | | 20 | 安琪拉 | 17799990019 | jdodm1h@126.com | 城市规划 | 51 | 2 | 0 | 2001-08-15 00:00:00 | | 21 | 典韦 | 17799990020 | ycaunanjian@163.com | 城市规划 | 52 | 1 | 2 | 2000-04-12 00:00:00 | | 22 | 廉颇 | 17799990021 | lianpo321@126.com | 土木工程 | 19 | 1 | 3 | 2002-07-18 00:00:00 | | 23 | 后羿 | 17799990022 | altycj2000@139.com | 城市园林 | 20 | 1 | 0 | 2002-03-10 00:00:00 | | 24 | 姜子牙 | 17799990023 | 37483844@qq.com | 工程造价 | 29 | 1 | 4 | 2003-05-26 00:00:00 | +—-+——–+————-+———————–+——————–+——+——–+——–+———————+ 24 rows in set (0.00 sec) mysql> show index from tb_user; +———+————+———————-+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ | Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment | Visible | Expression | +———+————+———————-+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ | tb_user | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 997221 | NULL | NULL | | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_pro_age_sta | 1 | profession | A | 16 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_pro_age_sta | 2 | age | A | 22 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_pro_age_sta | 3 | status | A | 24 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_email_5 | 1 | email | A | 23 | 5 | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | +———+————+———————-+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ 5 rows in set (0.00 sec) |
B. 执行排序SQL
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | mysql> explain select id, age, phone from tb_user order by age; +—-+————-+———+————+——+—————+——+———+——+——+———-+—————-+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——+—————+——+———+——+——+———-+—————-+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 24 | 100.00 | Using filesort | +—-+————-+———+————+——+—————+——+———+——+——+———-+—————-+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) mysql> explain select id, age, phone from tb_user order by age, phone; +—-+————-+———+————+——+—————+——+———+——+——+———-+—————-+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——+—————+——+———+——+——+———-+—————-+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 24 | 100.00 | Using filesort | +—-+————-+———+————+——+—————+——+———+——+——+———-+—————-+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) |
由于 age, phone 都没有索引,所以此时再排序时,出现Using filesort, 排序性能较低。
C. 创建索引
1 2 | — 创建索引 mysql> create index idx_user_age_phone on tb_user(age, phone); |
D. 创建索引后,根据age, phone进行升序排序
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | mysql> explain select id, age, phone from tb_user order by age; +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+————-+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+————-+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | index | NULL | idx_user_age_phone | 48 | NULL | 24 | 100.00 | Using index | +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+————-+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) mysql> explain select id, age, phone from tb_user order by age, phone; +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+————-+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+————-+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | index | NULL | idx_user_age_phone | 48 | NULL | 24 | 100.00 | Using index | +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+————-+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) |
建立索引之后,再次进行排序查询,就由原来的Using filesort, 变为了 Using index,性能就是比较高的了。
E. 创建索引后,根据age, phone进行降序排序
1 2 3 4 5 6 7 | mysql> explain select id, age, phone from tb_user order by age desc, phone desc; +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+———————————-+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+———————————-+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | index | NULL | idx_user_age_phone | 48 | NULL | 24 | 100.00 | Backward index scan; Using index | +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+———————————-+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) |
也出现 Using index, 但是此时Extra中出现了 Backward index scan,这个代表反向扫描索引,因为在MySQL中我们创建的索引,默认索引的叶子节点是从小到大排序的,而此时我们查询排序时,是从大到小,所以,在扫描时,就是反向扫描,就会出现 Backward index scan。 在MySQL8版本中,支持降序索引,我们也可以创建降序索引。
F. 根据phone,age进行升序排序,phone在前,age在后。
1 2 3 4 5 6 7 | mysql> explain select id, age, phone from tb_user order by phone, age; +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+—————————–+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+—————————–+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | index | NULL | idx_user_age_phone | 48 | NULL | 24 | 100.00 | Using index; Using filesort | +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+—————————–+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) |
排序时,也需要满足最左前缀法则,否则也会出现 filesort。因为在创建索引的时候, age是第一个字段,phone是第二个字段,所以排序时,也就该按照这个顺序来,否则就会出现 Using filesort。
F. 根据age, phone进行降序一个升序,一个降序
1 2 3 4 5 6 7 | mysql> explain select id, age, phone from tb_user order by age, phone desc; +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+—————————–+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+—————————–+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | index | NULL | idx_user_age_phone | 48 | NULL | 24 | 100.00 | Using index; Using filesort | +—-+————-+———+————+——-+—————+——————–+———+——+——+———-+—————————–+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) |
因为创建索引时,如果未指定顺序,默认都是按照升序排序的,而查询时,一个升序,一个降序,此时就会出现Using filesort。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | mysql> show index from tb_user; +———+————+———————-+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ | Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment | Visible | Expression | +———+————+———————-+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ | tb_user | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 997221 | NULL | NULL | | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_pro_age_sta | 1 | profession | A | 16 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_pro_age_sta | 2 | age | A | 22 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_pro_age_sta | 3 | status | A | 24 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_email_5 | 1 | email | A | 23 | 5 | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_age_phone | 1 | age | A | 19 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_age_phone | 2 | phone | A | 24 | NULL | NULL | | BTREE | | | YES | NULL | +———+————+———————-+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ |
看索引中的Collation列,这列就代表的是正序还是倒序,A:asc;D:desc。
为了解决上述的问题,我们可以创建一个索引,这个联合索引中 age 升序排序,phone 倒序排序。
G. 创建联合索引(age 升序排序,phone 倒序排序)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | mysql> create index idx_user_age_phone_ad on tb_user(age asc, phone desc); Query OK, 0 rows affected (0.02 sec) Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0 mysql> show index from tb_user; +———+————+———————–+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ | Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment | Visible | Expression | +———+————+———————–+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ | tb_user | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 997221 | NULL | NULL | | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_pro_age_sta | 1 | profession | A | 16 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_pro_age_sta | 2 | age | A | 22 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_pro_age_sta | 3 | status | A | 24 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_email_5 | 1 | email | A | 23 | 5 | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_age_phone | 1 | age | A | 19 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_age_phone | 2 | phone | A | 24 | NULL | NULL | | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_age_phone_ad | 1 | age | A | 19 | NULL | NULL | YES | BTREE | | | YES | NULL | | tb_user | 1 | idx_user_age_phone_ad | 2 | phone | D | 24 | NULL | NULL | | BTREE | | | YES | NULL | +———+————+———————–+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ 9 rows in set (0.00 sec) |
H. 然后再次执行如下SQL
1 2 3 4 5 6 7 | mysql> explain select id, age, phone from tb_user order by age, phone desc; +—-+————-+———+————+——-+—————+———————–+———+——+——+———-+————-+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——-+—————+———————–+———+——+——+———-+————-+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | index | NULL | idx_user_age_phone_ad | 48 | NULL | 24 | 100.00 | Using index | +—-+————-+———+————+——-+—————+———————–+———+——+——+———-+————-+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) |
升序/降序联合索引结构图示:
由上述的测试,我们得出order by优化原则:
- 根据排序字段建立合适的索引,多字段排序时,也遵循最左前缀法则。
- 尽量使用覆盖索引。
- 多字段排序, 一个升序一个降序,此时需要注意联合索引在创建时的规则(ASC/DESC)。
- 如果不可避免的出现filesort,大数据量排序时,可以适当增大排序缓冲区大小sort_buffer_size(默认256k)。
group by优化
分组操作,我们主要来看看索引对于分组操作的影响。
初始化索引
1 2 3 4 5 6 7 | mysql> show index from tb_user; +———+————+———-+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ | Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment | Visible | Expression | +———+————+———-+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ | tb_user | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 997221 | NULL | NULL | | BTREE | | | YES | NULL | +———+————+———-+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ 1 row in set (0.00 sec) |
接下来,在没有索引的情况下,执行如下SQL,查询执行计划:
1 2 3 4 5 6 7 | mysql> explain select profession , count(*) from tb_user group by profession ; +—-+————-+———+————+——+—————+——+———+——+——+———-+—————–+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——+—————+——+———+——+——+———-+—————–+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 24 | 100.00 | Using temporary | +—-+————-+———+————+——+—————+——+———+——+——+———-+—————–+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) |
然后,我们在针对于 profession , age, status 创建一个联合索引。
1 | mysql> create index idx_user_pro_age_sta on tb_user(profession , age , status); |
紧接着,再执行前面相同的SQL查看执行计划。
1 2 3 4 5 6 7 | mysql> explain select profession , count(*) from tb_user group by profession ; +—-+————-+———+————+——-+———————-+———————-+———+——+——+———-+————-+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——-+———————-+———————-+———+——+——+———-+————-+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | index | idx_user_pro_age_sta | idx_user_pro_age_sta | 54 | NULL | 24 | 100.00 | Using index | +—-+————-+———+————+——-+———————-+———————-+———+——+——+———-+————-+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) |
再执行如下的分组查询SQL,查看执行计划:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | mysql> explain select profession , count(*) from tb_user group by profession, age ; +—-+————-+———+————+——-+———————-+———————-+———+——+——+———-+————-+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——-+———————-+———————-+———+——+——+———-+————-+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | index | idx_user_pro_age_sta | idx_user_pro_age_sta | 54 | NULL | 24 | 100.00 | Using index | +—-+————-+———+————+——-+———————-+———————-+———+——+——+———-+————-+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) mysql> explain select age , count(*) from tb_user group by age ; +—-+————-+———+————+——-+———————-+———————-+———+——+——+———-+——————————+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +—-+————-+———+————+——-+———————-+———————-+———+——+——+———-+——————————+ | 1 | SIMPLE | tb_user | NULL | index | idx_user_pro_age_sta | idx_user_pro_age_sta | 54 | NULL | 24 | 100.00 | Using index; Using temporary | +—-+————-+———+————+——-+———————-+———————-+———+——+——+———-+——————————+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec) |
我们发现,如果仅仅根据age分组,就会出现 Using temporary ;而如果是 根据profession,age两个字段同时分组,则不会出现 Using temporary。原因是因为对于分组操作,在联合索引中,也是符合最左前缀法则的。
所以,在分组操作中,我们需要通过以下两点进行优化,以提升性能:
- 在分组操作时,可以通过索引来提高效率。
- 分组操作时,索引的使用也是满足最左前缀法则的。
limit优化
在数据量比较大时,如果进行limit分页查询,在查询时,越往后,分页查询效率越低。
我们一起来看看执行limit分页查询耗时对比:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | mysql> select * from tb_sku limit 0, 10; 10 rows in set (0.00 sec) mysql> select * from tb_sku limit 1000000, 10; 10 rows in set (1.33 sec) mysql> select * from tb_sku limit 5000000, 10; 10 rows in set (7.44 sec) mysql> select * from tb_sku limit 9000000, 10; 10 rows in set (12.22 sec) |
通过测试我们会看到,越往后,分页查询效率越低,这就是分页查询的问题所在。
因为,当在进行分页查询时,如果执行 limit 2000000,10 ,此时需要MySQL排序前2000010 记录,仅仅返回 2000000 – 2000010 的记录,其他记录丢弃,查询排序的代价非常大 。
优化思路: 一般分页查询时,通过创建 覆盖索引 能够比较好地提高性能,可以通过覆盖索引加子查询形式进行优化。
1 | mysql> explain select * from tb_sku t , (select id from tb_sku order by id limit 2000000,10) a where t.id = a.id; |
但是以上方法只是有一定的性能提升,我们拿前面900w条数据做个测试:
1 2 3 4 5 | mysql> select * from tb_sku limit 9000000, 10; 10 rows in set (11.95 sec) mysql> select * from tb_sku t , (select id from tb_sku order by id limit 9000000,10) a where t.id = a.id; 10 rows in set (10.26 sec) |
性能是有所提高吧,但是提升的多吗?
实际场景我们以主键正序分页为例作为演示,既然从第900w条开始取10条,那么我们就取出第900w条数据的主键,然后在这个主键基础上加10获取,得到的也是9000000到9000010条数据,sql语句如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 | mysql> show index from tb_sku; +——–+————+————+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ | Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment | Visible | Expression | +——–+————+————+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ | tb_sku | 0 | PRIMARY | 1 | id | A | 9384132 | NULL | NULL | | BTREE | | | YES | NULL | | tb_sku | 1 | idx_sku_sn | 1 | sn | A | 9384132 | NULL | NULL | | BTREE | | | YES | NULL | +——–+————+————+————–+————-+———–+————-+———-+——–+——+————+———+—————+———+————+ 2 rows in set (0.00 sec) |
如果我们直接拿主键为9000000进行sql执行,有的同学会说,现实情况是需要你先获取到这条数据的,我们来模拟下,用sn先获取对应主键id,再来查询
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | — 我们先查询sn为100000003145009000000的主键id,这里刚好为9000000,真巧 mysql> select id, sn from tb_sku where sn=”100000003145009000000″; +———+———————–+ | id | sn | +———+———————–+ | 9000000 | 100000003145009000000 | +———+———————–+ 1 row in set (0.00 sec) — 接着我们用拿到的主键查询接下来的10条数据 mysql> select * from tb_sku where id>9000000 order by id limit 10; 10 rows in set (0.00 sec) |
这样来看,我们的分页查询效率比之前高了多少倍大家都有目共睹吧。
count优化
概述
1 2 3 4 5 6 7 | mysql> select count(*) from tb_sku ; +———-+ | count(*) | +———-+ | 10000000 | +———-+ 1 row in set (19.86 sec) |
在之前的测试中,我们发现,如果数据量很大,在执行count操作时,是非常耗时的。
- MyISAM 引擎把一个表的总行数存在了磁盘上,因此执行 count(*) 的时候会直接返回这个数,效率很高;但是如果是带条件的count,MyISAM也慢。
- InnoDB 引擎就麻烦了,它执行 count(*) 的时候,需要把数据一行一行地从引擎里面读出来,然后累积计数。
如果说要大幅度提升InnoDB表的count效率,主要的优化思路:自己计数(可以借助于redis这样的数据库进行,但是如果是带条件的count又比较麻烦了)。
count用法
count() 是一个聚合函数,对于返回的结果集,一行行地判断,如果 count 函数的参数不是NULL,累计值就加 1,否则不加,最后返回累计值。
用法:count(*)、count(主键)、count(字段)、count(数字)
count用法 | 含义 |
---|---|
count(主键) | InnoDB 引擎会遍历整张表,把每一行的 主键id 值都取出来,返回给服务层。服务层拿到主键后,直接按行进行累加(主键不可能为null) |
count(字段) | 没有not null 约束 : InnoDB 引擎会遍历整张表把每一行的字段值都取出来,返回给服务层,服务层判断是否为null,不为null,计数累加。 有not null 约束:InnoDB 引擎会遍历整张表把每一行的字段值都取出来,返回给服务层,直接按行进行累加。 |
count(数字) | InnoDB 引擎遍历整张表,但不取值。服务层对于返回的每一行,放一个数字“1”进去,直接按行进行累加。 |
count(*) | InnoDB引擎并不会把全部字段取出来,而是专门做了优化,不取值,服务层直接按行进行累加。 |
按照效率排序的话,count(字段) < count(主键 id) < count(1) ≈ count(),所以尽量使用 count()。
update优化
我们主要需要注意一下update语句执行时的注意事项。
1 | update course set name = ‘javaEE’ where id = 1 ; |
当我们在执行以上的SQL语句时,会锁定id为1这一行的数据,然后事务提交之后,行锁释放。
但是当我们在执行如下SQL时。
1 | update course set name = ‘SpringBoot’ where name = ‘PHP’ ; |
当我们开启多个事务,在执行上述的SQL时,我们发现行锁升级为了表锁。 导致该update语句的性能大大降低。
InnoDB的行锁是针对索引加的锁,不是针对记录加的锁 ,并且该索引不能失效,否则会从行锁升级为表锁 。
所以建议where条件尽量使用索引列字段,以免造成表锁