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MySQL性能优化,MySQL索引优化,order by优化,explain优化

前言

今天我们来讲讲如何优化MySQL的性能,主要从索引方面优化。下期文章讲讲MySQL慢查询日志,我们是依据慢查询日志来判断哪条SQL语句有问题,然后在进行优化,敬请期待MySQL慢查询日志篇

建表

// 建表
CREATE TABLE IF NOT EXISTS staffs(
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(24NOT NULL DEFAULT "" COMMENT'姓名',
    age INT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT'年龄',
    pos VARCHAR(20NOT NULL DEFAULT "" COMMENT'职位',
    add_time TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT'入职事件'CHARSET utf8 COMMENT'员工记录表';
// 插入数据
INSERT INTO `test`.`staffs` (`name``age``pos``add_time`VALUES ('z3'22'manager'now());
INSERT INTO `test`.`staffs` (`name``age``pos``add_time`VALUES ('July'23'dev'now());
INSERT INTO `test`.`staffs` (`name``age``pos``add_time`VALUES ('2000'23'dev'now());
// 建立复合索引(即一个索引包含多个字段)
ALTER TABLE staffs ADD INDEX idx_staffs_nameAgePos(name, age, pos);

优化一:全部用到索引

介绍

建立的复合索引包含了几个字段,查询的时候最好能全部用到,而且严格按照索引顺序,这样查询效率是最高的。(最理想情况,具体情况具体分析)

SQL 案例

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优化二:最左前缀法则

介绍

如果建立的是复合索引,索引的顺序要按照建立时的顺序,即从左到右,如:a->b->c(和 B+树的数据结构有关)

无效索引举例

  • a->c:a 有效,c 无效
  • b->c:b、c 都无效
  • c:c 无效

SQL 案例

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优化三:不要对索引做以下处理

以下用法会导致索引失效

  • 计算,如:+、-、*、/、!=、<>、is null、is not null、or
  • 函数,如:sum()、round()等等
  • 手动/自动类型转换,如:id = “1”,本来是数字,给写成字符串了

SQL 案例

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优化四:索引不要放在范围查询右边

举例

比如复合索引:a->b->c,当 where a=”” and b>10 and 3=””,这时候只能用到 a 和 b,c 用不到索引,因为在范围之后索引都失效(和 B+树结构有关)

SQL 案例

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优化五:减少 select * 的使用

使用覆盖索引

即:select 查询字段和 where 中使用的索引字段一致。

SQL 案例

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优化六:like 模糊搜索

失效情况

  • like “%张三%”
  • like “%张三”

解决方案

  • 使用复合索引,即 like 字段是 select 的查询字段,如:select name from table where name like “%张三%”
  • 使用 like “张三%”

SQL 案例

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优化七:order by 优化

当查询语句中使用 order by 进行排序时,如果没有使用索引进行排序,会出现 filesort 文件内排序,这种情况在数据量大或者并发高的时候,会有性能问题,需要优化。

filesort 出现的情况举例

  • order by 字段不是索引字段
  • order by 字段是索引字段,但是 select 中没有使用覆盖索引,如:select * from staffs order by age asc;
  • order by 中同时存在 ASC 升序排序和 DESC 降序排序,如:select a, b from staffs order by a desc, b asc;
  • order by 多个字段排序时,不是按照索引顺序进行 order by,即不是按照最左前缀法则,如:select a, b from staffs order by b asc, a asc;

索引层面解决方法

  • 使用主键索引排序
  • 按照最左前缀法则,并且使用覆盖索引排序,多个字段排序时,保持排序方向一致
  • 在 SQL 语句中强制指定使用某索引,force index(索引名字)
  • 不在数据库中排序,在代码层面排序

order by 排序算法

  • 双路排序

    Mysql4.1 之前是使用双路排序,字面的意思就是两次扫描磁盘,最终得到数据,读取行指针和 ORDER BY 列,对他们进行排序,然后扫描已经排好序的列表,按照列表中的值重新从列表中读取对数据输出。也就是从磁盘读取排序字段,在 buffer 进行排序,再从磁盘读取其他字段。

文件的磁盘 IO 非常耗时的,所以在 Mysql4.1 之后,出现了第二种算法,就是单路排序。

  • 单路排序

    从磁盘读取查询需要的所有列,按照 orderby 列在 buffer 对它们进行排序,然后扫描排序后的列表进行输出, 它的效率更快一些,避免了第二次读取数据,并且把随机 IO 变成顺序 IO,但是它会使用更多的空间, 因为它把每一行都保存在内存中了。

当我们无可避免要使用排序时,索引层面没法在优化的时候又该怎么办呢?尽可能让 MySQL 选择使用第二种单路算法来进行排序。这样可以减少大量的随机 IO 操作,很大幅度地提高排序工作的效率。下面看看单路排序优化需要注意的点

单路排序优化点

  • 增大 max_length_for_sort_data

    在 MySQL 中,决定使用”双路排序”算法还是”单路排序”算法是通过参数 max_length_for_ sort_data 来决定的。当所有返回字段的最大长度小于这个参数值时,MySQL 就会选择”单路排序”算法,反之,则选择”多路排序”算法。所以,如果有充足的内存让 MySQL 存放须要返回的非排序字段,就可以加大这个参数的值来让 MySQL 选择使用”单路排序”算法。

  • 去掉不必要的返回字段,避免select *

    当内存不是很充裕时,不能简单地通过强行加大上面的参数来强迫 MySQL 去使用”单路排序”算法,否则可能会造成 MySQL 不得不将数据分成很多段,然后进行排序,这样可能会得不偿失。此时就须要去掉不必要的返回字段,让返回结果长度适应 max_length_for_sort_data 参数的限制。

  • 增大 sort_buffer_size 参数设置

    这个值如果过小的话,再加上你一次返回的条数过多,那么很可能就会分很多次进行排序,然后最后将每次的排序结果再串联起来,这样就会更慢,增大 sort_buffer_size 并不是为了让 MySQL 选择”单路排序”算法,而是为了让 MySQL 尽量减少在排序过程中对须要排序的数据进行分段,因为分段会造成 MySQL 不得不使用临时表来进行交换排序。

但是sort_buffer_size 不是越大越好:

  • Sort_Buffer_Size 是一个 connection 级参数,在每个 connection 第一次需要使用这个 buffer 的时候,一次性分配设置的内存。
  • Sort_Buffer_Size 并不是越大越好,由于是 connection 级的参数,过大的设置和高并发可能会耗尽系统内存资源。
  • 据说 Sort_Buffer_Size 超过 2M 的时候,就会使用 mmap() 而不是 malloc() 来进行内存分配,导致效率降低。

优化八:group by

其原理也是先排序后分组,其优化方式可参考order by。where高于having,能写在where限定的条件就不要去having限定了。

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