JAVA代码优化,接口优化,SQL优化 (小技巧)(七)

本文涉及的产品
RDS MySQL DuckDB 分析主实例,集群系列 4核8GB
RDS AI 助手,专业版
RDS MySQL DuckDB 分析主实例,基础系列 4核8GB
简介: JAVA代码优化,接口优化,SQL优化 (小技巧)(七)

7 增量查询

有时候,我们需要通过远程接口查询数据,然后同步到另外一个数据库。


反例:

select * from user;

如果直接获取所有的数据,然后同步过去。这样虽说非常方便,但是带来了一个非常大的问题,就是如果数据很多的话,查询性能会非常差。


这时该怎么办呢?


正例:

select * from user 
where id>#{lastId} and create_time >= #{lastCreateTime} 
limit 100;


按id和时间升序,每次只同步一批数据,这一批数据只有100条记录。每次同步完成之后,保存这100条数据中最大的id和时间,给同步下一批数据的时候用。


通过这种增量查询的方式,能够提升单次查询的效率。


8 高效的分页

有时候,列表页在查询数据时,为了避免一次性返回过多的数据影响接口性能,我们一般会对查询接口做分页处理。


在mysql中分页一般用的limit关键字:

select id,name,age 
from user limit 10,20;


如果表中数据量少,用limit关键字做分页,没啥问题。但如果表中数据量很多,用它就会出现性能问题。


比如现在分页参数变成了:

select id,name,age 
from user limit 1000000,20;


mysql会查到1000020条数据,然后丢弃前面的1000000条,只查后面的20条数据,这个是非常浪费资源的。


那么,这种海量数据该怎么分页呢?


优化sql:


select id,name,age 
from user where id > 1000000 limit 20;


先找到上次分页最大的id,然后利用id上的索引查询。不过该方案,要求id是连续的,并且有序的。


还能使用between优化分页。

select id,name,age 
from user where id between 1000000 and 1000020;


需要注意的是between要在唯一索引上分页,不然会出现每页大小不一致的问题。


9 用连接查询代替子查询

mysql中如果需要从两张以上的表中查询出数据的话,一般有两种实现方式:子查询 和 连接查询。


子查询的例子如下:

select * from order
where user_id in (select id from user where status=1)


子查询语句可以通过in关键字实现,一个查询语句的条件落在另一个select语句的查询结果中。程序先运行在嵌套在最内层的语句,再运行外层的语句。


子查询语句的优点是简单,结构化,如果涉及的表数量不多的话。


但缺点是mysql执行子查询时,需要创建临时表,查询完毕后,需要再删除这些临时表,有一些额外的性能消耗。


这时可以改成连接查询。 具体例子如下:

select o.* from order o
inner join user u on o.user_id = u.id
where u.status=1


10 join的表不宜过多

根据阿里巴巴开发者手册的规定,join表的数量不应该超过3个。


反例:

select a.name,b.name.c.name,d.name
from a 
inner join b on a.id = b.a_id
inner join c on c.b_id = b.id
inner join d on d.c_id = c.id
inner join e on e.d_id = d.id
inner join f on f.e_id = e.id
inner join g on g.f_id = f.id


如果join太多,mysql在选择索引的时候会非常复杂,很容易选错索引。


并且如果没有命中中,nested loop join 就是分别从两个表读一行数据进行两两对比,复杂度是 n^2。


所以我们应该尽量控制join表的数量。


正例:

select a.name,b.name.c.name,a.d_name 
from a 
inner join b on a.id = b.a_id
inner join c on c.b_id = b.id


如果实现业务场景中需要查询出另外几张表中的数据,可以在a、b、c表中冗余专门的字段,比如:在表a中冗余d_name字段,保存需要查询出的数据。


不过我之前也见过有些ERP系统,并发量不大,但业务比较复杂,需要join十几张表才能查询出数据。


所以join表的数量要根据系统的实际情况决定,不能一概而论,尽量越少越好。


11 join时要注意

我们在涉及到多张表联合查询的时候,一般会使用join关键字。


而join使用最多的是left join和inner join。


left join:求两个表的交集外加左表剩下的数据。

inner join:求两个表交集的数据。

使用inner join的示例如下:

select o.id,o.code,u.name 
from order o 
inner join user u on o.user_id = u.id
where u.status=1;


如果两张表使用inner join关联,mysql会自动选择两张表中的小表,去驱动大表,所以性能上不会有太大的问题。


使用left join的示例如下:

select o.id,o.code,u.name 
from order o 
left join user u on o.user_id = u.id
where u.status=1;


如果两张表使用left join关联,mysql会默认用left join关键字左边的表,去驱动它右边的表。如果左边的表数据很多时,就会出现性能问题。


要特别注意的是在用left join关联查询时,左边要用小表,右边可以用大表。如果能用inner join的地方,尽量少用left join。


12 控制索引的数量

众所周知,索引能够显著的提升查询sql的性能,但索引数量并非越多越好。


因为表中新增数据时,需要同时为它创建索引,而索引是需要额外的存储空间的,而且还会有一定的性能消耗。


阿里巴巴的开发者手册中规定,单表的索引数量应该尽量控制在5个以内,并且单个索引中的字段数不超过5个。


mysql使用的B+树的结构来保存索引的,在insert、update和delete操作时,需要更新B+树索引。如果索引过多,会消耗很多额外的性能。


那么,问题来了,如果表中的索引太多,超过了5个该怎么办?


这个问题要辩证的看,如果你的系统并发量不高,表中的数据量也不多,其实超过5个也可以,只要不要超过太多就行。


但对于一些高并发的系统,请务必遵守单表索引数量不要超过5的限制。


那么,高并发系统如何优化索引数量?


能够建联合索引,就别建单个索引,可以删除无用的单个索引。


将部分查询功能迁移到其他类型的数据库中,比如:Elastic Seach、HBase等,在业务表中只需要建几个关键索引即可。


13 选择合理的字段类型

char表示固定字符串类型,该类型的字段存储空间的固定的,会浪费存储空间。

alter table order 
add column code char(20) NOT NULL;


varchar表示变长字符串类型,该类型的字段存储空间会根据实际数据的长度调整,不会浪费存储空间。

alter table order 
add column code varchar(20) NOT NULL;


如果是长度固定的字段,比如用户手机号,一般都是11位的,可以定义成char类型,长度是11字节。


但如果是企业名称字段,假如定义成char类型,就有问题了。


如果长度定义得太长,比如定义成了200字节,而实际企业长度只有50字节,则会浪费150字节的存储空间。


如果长度定义得太短,比如定义成了50字节,但实际企业名称有100字节,就会存储不下,而抛出异常。


所以建议将企业名称改成varchar类型,变长字段存储空间小,可以节省存储空间,而且对于查询来说,在一个相对较小的字段内搜索效率显然要高些。


我们在选择字段类型时,应该遵循这样的原则:


能用数字类型,就不用字符串,因为字符的处理往往比数字要慢。

尽可能使用小的类型,比如:用bit存布尔值,用tinyint存枚举值等。

长度固定的字符串字段,用char类型。

长度可变的字符串字段,用varchar类型。

金额字段用decimal,避免精度丢失问题。

还有很多原则,这里就不一一列举了。


14 提升group by的效率

我们有很多业务场景需要使用group by关键字,它主要的功能是去重和分组。


通常它会跟having一起配合使用,表示分组后再根据一定的条件过滤数据。


反例:

select user_id,user_name from order
group by user_id
having user_id <= 200;


这种写法性能不好,它先把所有的订单根据用户id分组之后,再去过滤用户id大于等于200的用户。


分组是一个相对耗时的操作,为什么我们不先缩小数据的范围之后,再分组呢?


正例:

select user_id,user_name from order
where user_id <= 200
group by user_id


使用where条件在分组前,就把多余的数据过滤掉了,这样分组时效率就会更高一些。


其实这是一种思路,不仅限于group by的优化。我们的sql语句在做一些耗时的操作之前,应尽可能缩小数据范围,这样能提升sql整体的性能。


15 索引优化

sql优化当中,有一个非常重要的内容就是:索引优化。


很多时候sql语句,走了索引,和没有走索引,执行效率差别很大。所以索引优化被作为sql优化的首选。


索引优化的第一步是:检查sql语句有没有走索引。


那么,如何查看sql走了索引没?


可以使用explain命令,查看mysql的执行计划。


例如:

explain select * from `order` where code='002';

结果:


通过这几列可以判断索引使用情况,执行计划包含列的含义如下图所示:


说实话,sql语句没有走索引,排除没有建索引之外,最大的可能性是索引失效了。


下面说说索引失效的常见原因:



如果不是上面的这些原因,则需要再进一步排查一下其他原因。


最近无意间获得一份BAT大厂大佬写的刷题笔记,一下子打通了我的任督二脉,越来越觉得算法没有想象中那么难了。


此外,你有没有遇到过这样一种情况:明明是同一条sql,只有入参不同而已。有的时候走的索引a,有的时候却走的索引b?


没错,有时候mysql会选错索引。


必要时可以使用force index来强制查询sql走某个索引。


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