MySQl高级篇-查询优化篇

SQL性能分析

SQL性能下降原因：

1. 查询语句写的烂
2. 索引失效（数据变更）
3. 关联查询太多join（设计缺陷或不得已的需求）
4. 服务器调优及各个参数设置（缓冲、线程数等）

SQL调优过程：

1. 观察，至少跑1天，看看生产的慢SQL情况。
2. 开启慢查询日志，设置阙值，比如超过5秒钟的就是慢SQL，并将它抓取出来。
3. explain + 慢SQL分析。
4. show profile。
5. 运维经理 or DBA，进行SQL数据库服务器的参数调优。

SQL执行频率

MySQL客户端连接成功后，通过 show [session l global] status 命令可以提供服务器状态信息。通过如下指令，可以查看当前数据库的INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT的访问频次:

SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_______';

Mysql 查询优化

小表驱动大表

• 当B表是小表时，用in优于exist

  select * from A where id in (select id from B)

• 当A表是小表时，用exist优于in

  select * from A where id exists (select 1 from B where A.id = B.id)

EXISTS语法：

SELECT ...FROM table WHERE EXISTS (subquery)

该语法可以理解为：将主查询的数据，放到子查询中做条件验证，根据验证结果（TRUE或FALSE）来决定主查询的数据结果是否得以保留

Group by 优化

group by实质是先排序后进行分组，遵照索引建的最佳左前缀。当无法使用索引列，增大sort_buffer_size参数的设置，增大max_length_for_sort_data参数的设置可以提高排序和分组的效率。

where高于having，能写在where限定的条件就不要去having限定了

Show Profile进行sql分析（重中之重）

Show Profile是mysql提供可以用来分析当前会话中语句执行的资源消耗情况。可以用于SQL的调优的测量

show profiles 能够在做SQL优化时帮助我们了解时间都耗费到哪里去了。通过have profiling参数，能够看到当前MySQL是否支持profile操作:

SELECT @@have_profiling;

默认profiling是关闭的，可以通过set语句在session / global级别开启profiling:

SET profiling = 1;

随便执行一条sql

select * FROM t_blog;

执行一系列的业务SQL的操作，然后通过如下指令查看指令的执行耗时:

查看每一条SQL的耗时基本情况

show profiles;

查看指定query id的SQL语句各个阶段的耗时情况

show profile for query query_id;

查看指定query_id的SQL语句CPU的使用情况和lO相关开销

show profile cpu,block io for query query_id;

参数备注（写在代码中）：show profile cpu,block io for query 3;（如此代码中的cpu,block）

1. ALL：显示所有的开销信息。
2. BLOCK IO：显示块lO相关开销。
3. CONTEXT SWITCHES ：上下文切换相关开销。
4. CPU：显示CPU相关开销信息。
5. IPC：显示发送和接收相关开销信息。
6. MEMORY：显示内存相关开销信息。
7. PAGE FAULTS：显示页面错误相关开销信息。
8. SOURCE：显示和Source_function，Source_file，Source_line相关的开销信息。
9. SWAPS：显示交换次数相关开销的信息。

日常开发需要注意的（Status列中的出现此四个问题严重）

1. converting HEAP to MyISAM：查询结果太大，内存都不够用了往磁盘上搬了。
2. Creating tmp table：创建临时表，拷贝数据到临时表，用完再删除
3. Copying to tmp table on disk：把内存中临时表复制到磁盘，危险!
4. locked：锁了

MySQL中，如何定位慢查询?

在MySQL中也提供了慢日志查询的功能，可以在MySQL的系统配置文件中开启这个慢日志的功能，并且也可以设置SQL执行超过多少时间来记录到一个日志文件中，我记得上一个项目配置的是2秒，只要SQL执行的时间超过了2秒就会记录到日志文件中，我们就可以在日志文件找到执行比较慢的SQL了。

explain执行计划

EXPLAIN 或者 DESC命令获取 MySQL 如何执行 SELECT 语句的信息，包括在 SELECT 语句执行过程中表如何连接和连接的顺序。

语法:

直接在select语句之前加上关键字 explain / desc

EXPLAIN SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件;

字段解释

id：表的读取顺序

select查询的序列号，包含一组数字，表示查询中执行select子句或操作表的顺序

1. id相同，执行顺序从表格由上至下
2. id不同，如果是子查询，id的序号会递增，id值越大优先级越高，越先被执行

select_type： 数据读取操作的操作类型

查询的类型，主要是用于区别普通查询、联合查询、子查询等的复杂查询。

• SIMPLE ：简单的select查询,查询中不包含子查询或者UNION
• PRIMARY：查询中若包含任何复杂的子部分，最外层查询则被标记为（最后加载的那个）
• SUBQUERY ：在SELECT或WHERE列表中包含了子查询
• DERIVED ：在FROM列表中包含的子查询被标记为DERIVED（衍生）MySQL会递归执行这些子查询，把结果放在临时表里
• UNION ：若第二个SELECT出现在UNION之后，则被标记为UNION；若UNION包含在FROM子句的子查询中外层SELECT将被标记为：DERIVED
• UNION RESULT ：从UNION表获取结果的SELECT（两个select语句用UNION合并）

table：显示执行的表名

显示这一行的数据是关于哪张表的

type： sql的连接的类型

这条sql的连接的类型，性能由好到差为NULL、system、const、eq_ref、ref、range、 index、all

1. system：查询系统中的表
2. const：根据主键索引查询
3. eq_ref：主键索引查询或唯一索引查询，表中只有一条记录与之匹配。常见于主键或唯一索引扫描。
4. ref：索引查询，非唯一性索引扫描，返回匹配某个单独值的所有行，本质上也是一种索引访问，它返回所有匹配某个单独值的行，然而，它可能会找到多个符合条件的行，所以他应该属于查找和扫描的混合体
5. range：范围查询，只检索给定范围的行 ,使用一个索引来选择行。key列显示使用了哪个索引一般就是在你的where语句中出现了between、<、>、in等的查询。这种范围扫描索引扫描比全表扫描要好，因为它只需要开始于索引的某一点，而结束语另一点，不用扫描全部索引
6. index：索引树扫描，index与ALL区别为index类型只遍历索引列。这通常比ALL快，因为索引文件通常比数据文件小（也就是说虽然all和Index都是读全表，但index是从索引中读取的，而all是从硬盘中读的）
7. all：全盘扫描

possible_key ： 当前sql可能会使用到的索引

显示可能应用在这张表中的索引，一个或多个。查询涉及到的字段火若存在索引，则该索引将被列出，但不一定被查询实际使用（系统认为理论上会使用某些索引）

key 当前sql实际命中的索引

实际使用的索引。如果为NULL，则没有使用索引（要么没建，要么建了失效）

查询中若使用了覆盖索引，则该索引仅出现在key列表中

key_len 索引占用的大小

可通过该列计算查询中使用的索引的长度。

含义是：The length of the chosen key，所选键的长度。其单位是字节。

根据这个值，就可以判断索引使用情况。比如当key_len列显示为NULL时，key列也就会显示为NULL, 说明语句没有用到索引。比如在使用组合索引的时候，判断是否所有的索引字段是否都被用到。

如何根据key_len的值判断是否所有的索引字段都被用到，就要知道key_len的计算规则。

key_len的计算规则：

1. 可以为NULL的列的key长度比非NULL列的key长度大1。

   CREATE TABLE `a_test` (
     `id` int(4) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
     `server_id` int(4) NOT NULL DEFAULT <span style="color:#98c379">'0'</span>,
     `user_id` int(4) DEFAULT NULL,
     PRIMARY KEY (`id`),
     KEY `idx_server_id` (`server_id`),
     KEY `idx_user_id` (`user_id`)
   ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1

   如上所示，当使用idx_user_id索引时，key_len的值是5(int类型长度4+1），而使用idx_server_id索引时，key_len的值是4（仅为int类型长度4）。

2. 如果索引列是字符型（char）字段，则索引列数据类型本身占用空间跟字符集有关。

   不同的字符集下，同一个字符存储到表中的时候，它所占用的空间大小是不同的。一个字符存储在表中，到底占用多少个字节byte，需要根据不同的字符集来分别计算。

   常用的几种字符集下，字符character和字节byte的换算关系如下：

   字符集	1个字符占用字节数（Maxlen）
   GBK	2
   UTF8	3
   UTF8mb4	4
   latin1	1

   

3. 如果索引列是变长的(比如varchar)，则在索引列数据类型本身占用空间的基础上再加2。

   我们把上面的char类型替换成varchar。
   

ref：表之间的引用

显示索引的哪一列被使用了，如果可能的话，是一个常数。哪些列或常量被用于查找索引列上的值。

Extra 额外的优化建议

如果一条sql执行很慢的话，我们通常会使用mysql自动的执行计划explain来去查看这条sql的执行情况，比如在这里面可以通过key和key_len检查是否命中了索引，如果本身已经添加了索引，也可以判断索引是否有失效的情况

第二个，可以通过type字段查看sql是否有进一步的优化空间，是否存在全索引扫描或全盘扫描

第三个可以通过extra建议来判断，是否出现了回表的情况，如果出现了，可以尝试添加索引或修改返回字段来修复

面试官：了解过索引吗？（什么是索引）

候选人：嗯，索引在项目中还是比较常见的，

• 它是帮助MySQL高效获取数据的数据结构，
• 主要是用来提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本，
• 同时通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，也能降低了CPU的消耗
  面试官：索引的底层数据结构了解过嘛 ?

候选人：MySQL的默认的存储引擎InnoDB采用的B+树的数据结构来存储索引，选择B+树的主要的原因是：

• 第一阶数更多，路径更短
• 第二个磁盘读写代价B+树更低，非叶子节点只存储指针，叶子阶段存储数据
• 第三是B+树便于扫库和区间查询，叶子节点是一个双向链表