43 张图带你撸完 MySQL 优化(二)

本文涉及的产品
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS PostgreSQL,集群系列 2核4GB
简介: Hey guys,这里是程序员cxuan,欢迎你阅读我最新一期的文章,这篇文章是 MySQL 调优的汇总版,我加了一下日常开发过程中的调优经验,希望对各位小伙伴们有所帮助。下面开始正文。

索引

索引是数据库优化中最常用也是最重要的手段,通过使用不同的索引可以解决大多数 SQL 性能问题,也是面试经常会问到的优化方式,围绕着索引,面试官能让你造出火箭来,所以总结一点就是索引非常非常重!要!不只是使用,你还要懂其原!理!

索引介绍

索引的目的就是用于快速查找某一列的数据,对相关数据列使用索引能够大大提高查询操作的性能。不使用索引,MySQL 必须从第一条记录开始读完整个表,直到找出相关的行,表越大查询数据所花费的时间就越多。如果表中查询的列有索引,MySQL 能够快速到达一个位置去搜索数据文件,而不必查看所有数据,那么将会节省很大一部分时间。

索引分类

先来了解一下索引都有哪些分类。

  • 全局索引(FULLTEXT):全局索引,目前只有 MyISAM 引擎支持全局索引,它的出现是为了解决针对文本的模糊查询效率较低的问题,并且只限于 CHAR、VARCHAR 和 TEXT 列。
  • 哈希索引(HASH):哈希索引是 MySQL 中用到的唯一 key-value 键值对的数据结构,很适合作为索引。HASH 索引具有一次定位的好处,不需要像树那样逐个节点查找,但是这种查找适合应用于查找单个键的情况,对于范围查找,HASH 索引的性能就会很低。默认情况下,MEMORY 存储引擎使用 HASH 索引,但也支持 BTREE 索引。
  • B-Tree 索引:B 就是 Balance 的意思,BTree 是一种平衡树,它有很多变种,最常见的就是 B+ Tree,它被 MySQL 广泛使用。
  • R-Tree 索引:R-Tree 在 MySQL 很少使用,仅支持 geometry 数据类型,支持该类型的存储引擎只有MyISAM、BDb、InnoDb、NDb、Archive几种,相对于 B-Tree 来说,R-Tree 的优势在于范围查找。

从逻辑上来对 MySQL 进行分类,主要分为下面这几种

  • 普通索引:普通索引是最基础的索引类型,它没有任何限制 。创建方式如下
create index normal_index on cxuan003(id);

微信图片_20220416192326.jpg

drop index normal_index on cxuan003;

微信图片_20220416192330.jpg

  • 唯一索引:唯一索引列的值必须唯一,允许有空值,如果是组合索引,则列值的组合必须唯一,创建方式如下
create unique index normal_index on cxuan003(id);

微信图片_20220416192333.jpg

  • 主键索引:是一种特殊的索引,一个表只能有一个主键,不允许有空值。一般是在建表的时候同时创建主键索引。
CREATE TABLE `table` (
         `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
         `title` char(255) NOT NULL ,
         PRIMARY KEY (`id`)
)

微信图片_20220416192336.jpg

  • 组合索引:指多个字段上创建的索引,只有在查询条件中使用了创建索引时的第一个字段,索引才会被使用。使用组合索引时遵循最左前缀原则,下面我们就会创建组合索引。
  • 全文索引:主要用来查找文本中的关键字,而不是直接与索引中的值相比较,目前只有 char、varchar,text 列上可以创建全文索引,创建表的适合添加全文索引
CREATE TABLE `table` (
    `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
    `title` char(255) CHARACTER NOT NULL ,
    `content` text CHARACTER NULL ,
    `time` int(10) NULL DEFAULT NULL ,
    PRIMARY KEY (`id`),
    FULLTEXT (content)
);
  • 当然也可以直接创建全局索引
CREATE FULLTEXT INDEX index_content ON article(content)

索引使用

索引可以在创建表的时候进行创建,也可以单独创建,下面我们采用单独创建的方式,我们在 cxuan004 上创建前缀索引

微信图片_20220416192341.jpg

我们使用 explain 进行分析,可以看到 cxuan004 使用索引的情况

微信图片_20220416192344.jpg

如果不想使用索引,可以删除索引,索引的删除语法是

微信图片_20220416192347.jpg

索引使用细则

我们在 cxuan005 上根据 id 和 hash 创建一个复合索引,如下所示

create index id_hash_index on cxuan005(id,hash);

微信图片_20220416192351.jpg

然后根据 id 进行执行计划的分析

explain select * from cxuan005 where id = '333';

微信图片_20220416192355.jpg

可以发现,即使 where 条件中使用的不是复合索引(Id 、hash),索引仍然能够使用,这就是索引的前缀特性。但是如果只按照 hash 进行查询的话,索引就不会用到。

explain select * from cxuan005 where hash='8fd1f12575f6b39ee7c6d704eb54b353';

微信图片_20220416192358.jpg

如果 where 条件使用了 like 查询,并且 % 不在第一个字符,索引才可能被使用。

对于复合索引来说,只能使用 id 进行 like 查询,因为 hash 列不管怎么查询都不会走索引。

explain select * from cxuan005 where id like '%1';

微信图片_20220416192402.jpg

可以看到,如果第一个字符是 % ,则没有使用索引。

explain select * from cxuan005 where id like '1%';

微信图片_20220416192408.jpg

如果使用了 % 号,就会触发索引。

如果列名是索引的话,那么对列名进行 NULL 查询,将会触发索引。

explain select * from cxuan005 where id is null;

微信图片_20220416192413.jpg

还有一些情况是存在索引但是 MySQL 并不会使用的情况。

  • 最简单的,如果使用索引后比不使用索引的效率还差,那么 MySQL 就不会使用索引。
  • 如果 SQL 中使用了 OR 条件,OR 前的条件列有索引,而后面的列没有索引的话,那么涉及到的索引都不会使用,比如 cxuan005 表中,只有 id 和 hash 字段有索引,而 info 字段没有索引,那么我们使用 or 进行查询。
explain select * from cxuan005 where id = 111 and info = 'cxuan';

微信图片_20220416192417.jpg

  • 我们从 explain 的执行结果可以看到,虽然 possible_keys 选项上仍然有 id_hash_index 索引,但是从 key、key_len 可以得知,这条 SQL 语句并未使用索引。
  • 在带有复合索引的列上查询不是第一列的数据,也不会使用索引。
explain select * from cxuan005 where hash = '8fd1f12575f6b39ee7c6d704eb54b353';

微信图片_20220416192420.jpg

  • 如果 where 条件的列参与了计算,那么也不会使用索引
explain select * from cxuan005 where id + '111' = '666';

微信图片_20220416192424.jpg

  • 索引列使用函数,一样也不会使用索引
explain select * from cxuan005 where concat(id,'111') = '666';

微信图片_20220416192427.jpg

  • 索引列使用了 like ,并且 % 位于第一个字符,则不会使用索引。
  • 在 order by 操作中,排序的列同时也在 where 语句中,将不会使用索引。
  • 当数据类型出现隐式转换时,比如 varchar 不加单引号可能转换为 int 类型时,会使索引无效,触发全表扫描。比如下面这两个例子能够显而易见的说明这一点

微信图片_20220416192430.jpg

  • 在索引列上使用 IS NOT NULL 操作

微信图片_20220416192434.jpg

  • 在索引字段上使用 <>,!=。不等于操作符是永远不会用到索引的,因此对它的处理只会产生全表扫描。

微信图片_20220416192437.jpg

关于设置索引但是索引没有生效的场景还有很多,这个需要小伙伴们工作中不断总结和完善,不过我上面总结的这些索引失效的情景,能够覆盖大多数索引失效的场景了。

查看索引的使用情况

在 MySQL 索引的使用过程中,有一个 Handler_read_key 值,这个值表示了某一行被索引值读的次数。Handler_read_key 的值比较低的话,则表明增加索引得到的性能改善不是很理想,可能索引使用的频率不高。

还有一个值是 Handler_read_rnd_next,这个值高则意味着查询运行效率不高,应该建立索引来进行抢救。这个值的含义是在数据文件中读下一行的请求数。如果正在进行大量的表扫描,Handler_read_rnd_next 的值比较高,就说明表索引不正确或写入的查询没有利用索引。

微信图片_20220416192445.jpg

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