死siua11 发表于 2018-10-21 06:09:41

一次非常有意思的sql优化经历

场景
  我用的数据库是mysql5.6,下面简单的介绍下场景
  课程表
http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
create table Course(  

  
c_id int PRIMARY KEY,
  

  
name varchar(10)
  

  
)
http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
  数据100条
  学生表:
http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
create table Student(  

  
id int PRIMARY KEY,
  

  
name varchar(10)
  

  
)
http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
  数据70000条
  学生成绩表SC
http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
CREATE table SC(  

  
    sc_id int PRIMARY KEY,
  

  
    s_id int,
  

  
    c_id int,
  

  
    score int)
http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
  数据70w条
  查询目的:
  查找语文考100分的考生
  查询语句:
select s.* from Student s where s.s_id in (select s_id from SC sc where sc.c_id = 0 and sc.score = 100 )  执行时间:30248.271s
  晕,为什么这么慢,先来查看下查询计划:
EXPLAIN  

  
select s.* from Student s where s.s_id in (select s_id from SC sc where sc.c_id = 0 and sc.score = 100 )
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281308547249718.png
  发现没有用到索引,type全是ALL,那么首先想到的就是建立一个索引,建立索引的字段当然是在where条件的字段。
  先给sc表的c_id和score建个索引
CREATE index sc_c_id_index on SC(c_id);CREATE index sc_score_index on SC(score);  再次执行上述查询语句,时间为: 1.054s
  快了3w多倍,大大缩短了查询时间,看来索引能极大程度的提高查询效率,建索引很有必要,很多时候都忘记建
  索引了,数据量小的的时候压根没感觉,这优化的感觉挺爽。
  但是1s的时间还是太长了,还能进行优化吗,仔细看执行计划:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281308586306058.png
  查看优化后的sql:
http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
SELECT  
    `YSB`.`s`.`s_id` AS `s_id`,
  
    `YSB`.`s`.`name` AS `name`FROM
  
    `YSB`.`Student` `s`WHERE
  
    < in_optimizer > (
  
      `YSB`.`s`.`s_id` ,< EXISTS > (            SELECT
  
                1
  
            FROM
  
                `YSB`.`SC` `sc`            WHERE
  
                (
  
                  (`YSB`.`sc`.`c_id` = 0)                  AND (`YSB`.`sc`.`score` = 100)                  AND (                        < CACHE > (`YSB`.`s`.`s_id`) = `YSB`.`sc`.`s_id`
  
                  )
  
                )
  
      )
  
    )
http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
  补充:这里有网友问怎么查看优化后的语句
  方法如下:
  在命令窗口执行 http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281342054113251.png
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281342066157550.png
  有type=all
  按照我之前的想法,该sql的执行的顺序应该是先执行子查询
select s_id from SC sc where sc.c_id = 0 and sc.score = 100  耗时:0.001s
  得到如下结果:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281309007557442.png
  然后再执行
select s.* from Student s where s.s_id in(7,29,5000)  耗时:0.001s
  这样就是相当快了啊,Mysql竟然不是先执行里层的查询,而是将sql优化成了exists子句,并出现了EPENDENT SUBQUERY,
  mysql是先执行外层查询,再执行里层的查询,这样就要循环70007*8次。
  那么改用连接查询呢?
http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
SELECT s.* from Student sINNER JOIN SC scon sc.s_id = s.s_idwhere sc.c_id=0 and sc.score=100http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
  这里为了重新分析连接查询的情况,先暂时删除索引sc_c_id_index,sc_score_index
  执行时间是:0.057s
  效率有所提高,看看执行计划:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281309029749797.png
  这里有连表的情况出现,我猜想是不是要给sc表的s_id建立个索引
  CREATE index sc_s_id_index on SC(s_id);
  show index from SC
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281309058965539.png
  在执行连接查询
  时间: 1.076s,竟然时间还变长了,什么原因?查看执行计划:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281309104742507.png
  优化后的查询语句为:
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SELECT  
    `YSB`.`s`.`s_id` AS `s_id`,
  
    `YSB`.`s`.`name` AS `name`FROM
  
    `YSB`.`Student` `s`JOIN `YSB`.`SC` `sc`WHERE
  
    (
  
      (
  
            `YSB`.`sc`.`s_id` = `YSB`.`s`.`s_id`
  
      )      AND (`YSB`.`sc`.`score` = 100)      AND (`YSB`.`sc`.`c_id` = 0)
  
    )
http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
  貌似是先做的连接查询,再进行的where条件过滤
  回到前面的执行计划:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281309140361418.png
  这里是先做的where条件过滤,再做连表,执行计划还不是固定的,那么我们先看下标准的sql执行顺序:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281309183339171.png
  正常情况下是先join再进行where过滤,但是我们这里的情况,如果先join,将会有70w条数据发送join做操,因此先执行where
  过滤是明智方案,现在为了排除mysql的查询优化,我自己写一条优化后的sql
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SELECT  
    s.*FROM
  
    (      SELECT
  
            *
  
      FROM
  
            SC sc      WHERE
  
            sc.c_id = 0
  
      AND sc.score = 100
  
    ) tINNER JOIN Student s ON t.s_id = s.s_id
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  即先执行sc表的过滤,再进行表连接,执行时间为:0.054s
  和之前没有建s_id索引的时间差不多
  查看执行计划:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281309215684883.png
  先提取sc再连表,这样效率就高多了,现在的问题是提取sc的时候出现了扫描表,那么现在可以明确需要建立相关索引
CREATE index sc_c_id_index on SC(c_id);CREATE index sc_score_index on SC(score);  再执行查询:
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SELECT  
    s.*FROM
  
    (      SELECT
  
            *
  
      FROM
  
            SC sc      WHERE
  
            sc.c_id = 0
  
      AND sc.score = 100
  
    ) tINNER JOIN Student s ON t.s_id = s.s_id
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  执行时间为:0.001s,这个时间相当靠谱,快了50倍
  执行计划:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281309253493196.png
  我们会看到,先提取sc,再连表,都用到了索引。
  那么再来执行下sql
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SELECT s.* from Student sINNER JOIN SC scon sc.s_id = s.s_idwhere sc.c_id=0 and sc.score=100http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
  执行时间0.001s
  执行计划:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/281309283029693.png
  这里是mysql进行了查询语句优化,先执行了where过滤,再执行连接操作,且都用到了索引。
  2015-04-30日补充:最近又重新导入一些生产数据,经测试发现,前几天优化完的sql执行效率又变低了
  调整内容为SC表的数据增长到300W,学生分数更为离散。
  先回顾下:
  show index from SC
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/301012448024949.png
  执行sql
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SELECT s.* from Student sINNER JOIN SC scon sc.s_id = s.s_idwhere sc.c_id=81 and sc.score=84http://common.cnblogs.com/images/copycode.gif
  执行时间:0.061s,这个时间稍微慢了点
  执行计划:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/301012467245862.png
  这里用到了intersect并集操作,即两个索引同时检索的结果再求并集,再看字段score和c_id的区分度,
  单从一个字段看,区分度都不是很大,从SC表检索,c_id=81检索的结果是70001,score=84的结果是39425
  而c_id=81 and score=84 的结果是897,即这两个字段联合起来的区分度是比较高的,因此建立联合索引查询效率
  将会更高,从另外一个角度看,该表的数据是300w,以后会更多,就索引存储而言,都是不小的数目,随着数据量的
  增加,索引就不能全部加载到内存,而是要从磁盘去读取,这样索引的个数越多,读磁盘的开销就越大,因此根据具体
  业务情况建立多列的联合索引是必要的,那么我们来试试吧。
alter table SC drop index sc_c_id_index;alter table SC drop index sc_score_index;create index sc_c_id_score_index on SC(c_id,score);  执行上述查询语句,消耗时间为:0.007s,这个速度还是可以接收的
  执行计划:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/301012480369660.png
  该语句的优化暂时告一段落
  总结:
  1.mysql嵌套子查询效率确实比较低
  2.可以将其优化成连接查询
  3.连接表时,可以先用where条件对表进行过滤,然后做表连接
  (虽然mysql会对连表语句做优化)
  4.建立合适的索引,必要时建立多列联合索引
  5.学会分析sql执行计划,mysql会对sql进行优化,所以分析执行计划很重要
索引优化
  上面讲到子查询的优化,以及如何建立索引,而且在多个字段索引时,分别对字段建立了单个索引
  后面发现其实建立联合索引效率会更高,尤其是在数据量较大,单个列区分度不高的情况下。
单列索引
  查询语句如下:
select * from user_test_copy where sex = 2 and type = 2 and age = 10  索引:
CREATE index user_test_index_sex on user_test_copy(sex);CREATE index user_test_index_type on user_test_copy(type);CREATE index user_test_index_age on user_test_copy(age);  分别对sex,type,age字段做了索引,数据量为300w,查询时间:0.415s
  执行计划:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/291444296158422.png
  发现type=index_merge
  这是mysql对多个单列索引的优化,对结果集采用intersect并集操作
多列索引
  我们可以在这3个列上建立多列索引,将表copy一份以便做测试
create index user_test_index_sex_type_age on user_test(sex,type,age);  查询语句:
select * from user_test where sex = 2 and type = 2 and age = 10  执行时间:0.032s,快了10多倍,且多列索引的区分度越高,提高的速度也越多
  执行计划:
http://images.cnitblog.com/blog/722277/201504/291444313185635.png
  最左前缀
  多列索引还有最左前缀的特性:
  执行一下语句:
select * from user_test where sex = 2select * from user_test where sex = 2 and type = 2select * from user_test where sex = 2 and age = 10  都会使用到索引,即索引的第一个字段sex要出现在where条件中
索引覆盖
  就是查询的列都建立了索引,这样在获取结果集的时候不用再去磁盘获取其它列的数据,直接返回索引数据即可
  如:
select sex,type,age from user_test where sex = 2 and type = 2 and age = 10  执行时间:0.003s
  要比取所有字段快的多
排序
select * from user_test where sex = 2 and type = 2 ORDER BY user_name  时间:0.139s
  在排序字段上建立索引会提高排序的效率
create index user_name_index on user_test(user_name)  最后附上一些sql调优的总结,以后有时间再深入研究
  1. 列类型尽量定义成数值类型,且长度尽可能短,如主键和外键,类型字段等等
  2. 建立单列索引
  3. 根据需要建立多列联合索引
  当单个列过滤之后还有很多数据,那么索引的效率将会比较低,即列的区分度较低,
  那么如果在多个列上建立索引,那么多个列的区分度就大多了,将会有显著的效率提高。
  4. 根据业务场景建立覆盖索引
  只查询业务需要的字段,如果这些字段被索引覆盖,将极大的提高查询效率
  5. 多表连接的字段上需要建立索引
  这样可以极大的提高表连接的效率
  6. where条件字段上需要建立索引
  7. 排序字段上需要建立索引
  8. 分组字段上需要建立索引
  9. Where条件上不要使用运算函数,以免索引失效
  作者:风过无痕-唐
  出处:http://www.cnblogs.com/tangyanbo/
  参考文章
  http://www.cnblogs.com/linfangshuhellowored/p/4430293.html
  慢sql查询
  http://tech.meituan.com/mysql-index.html
  笛卡尔乘积
  http://www.cnblogs.com/Toolo/p/3634563.html
  sql优化
  http://www.cnblogs.com/mliang/p/3637937.html
  http://www.cnblogs.com/xwdreamer/archive/2012/07/19/2599494.html
  执行计划参考:
  http://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/11/11/2765237.html


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