MySQL选错索引了怎么办?

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
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云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
简介: 本文探讨了MySQL中因索引选择不当导致查询性能下降的问题。通过创建包含10万行数据的表并插入数据,分析了一条简单SQL语句在不同场景下的执行情况。实验表明,当数据频繁更新时,MySQL可能因统计信息不准确而选错索引,导致全表扫描。文章深入解析了优化器判断扫描行数的机制,指出基数统计误差是主要原因,并提供了通过`analyze table`重新统计索引信息的解决方法。

在 MySQL 中一张表是可以支持多个索引的。但是,你写 SQL 语句的时候,并没有主动指定使用哪个索引。也就是说,使用哪个索引是由 MySQL 来确定的。

不知道你有没有碰到过这种情况,一条本来可以执行得很快的语句,却由于 MySQL 选错了索引,而导致执行速度变得很慢?

选错索引的例子

我们先建一个简单的表,表里有 a、b 两个字段,并分别建上索引:

sql

代码解读

复制代码

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `a` int(11) DEFAULT NULL,
  `b` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `a` (`a`),
  KEY `b` (`b`)
) ENGINE=InnoDB;

然后,我们往表 t 中插入 10 万行记录,取值按整数递增,即:(1,1,1),(2,2,2),(3,3,3) 直到 (100000,100000,100000)。

sql

代码解读

复制代码

delimiter ;;
create procedure idata()
begin
  declare i int;
  set i=1;
  while(i<=100000)do
    insert into t values(i, i, i);
    set i=i+1;
  end while;
end;;
delimiter ;
call idata();

接下来,我们分析一条 SQL 语句:

sql

代码解读

复制代码

select * from t where a between 10000 and 20000;

下图是使用 explain 命令看到的这条语句的执行情况。

可以看到,key 这个字段值是 'a',表示优化器选择了索引 a。

在我们已经准备好的包含了 10 万行数据的表上,我们再做如下操作。

session A 开启了一个事务。随后,session B 把数据都删除后,又调用了 idata 这个存储过程,插入了 10 万行数据。这时候,session B 的查询语句 select * from t where a between 10000 and 20000 就不会再选择索引 a 了。我们可以通过慢查询日志(slow log)来查看一下具体的执行情况。

实验过程如下:

sql

代码解读

复制代码

set long_query_time=0;
select * from t where a between 10000 and 20000; /*Q1*/
select * from t force index(a) where a between 10000 and 20000;/*Q2*/
  • 第一句,是将慢查询日志的阈值设置为 0,表示这个线程接下来的语句都会被记录入慢查询日志中;
  • 第二句,Q1 是 session B 原来的查询;
  • 第三句,Q2 是加了 force index(a) 来让优化器强制使用索引 a。

这两条 SQL 语句执行完成后的慢查询日志如下图。

可以看到,Q1 扫描了 10 万行,显然是走了全表扫描,执行时间是 40 毫秒。Q2 扫描了 10001 行,执行了 21 毫秒。也就是说,我们在没有使用 force index 的时候,MySQL 用错了索引,导致了更长的执行时间。

这个例子对应的是我们平常不断地删除历史数据和新增数据的场景。这时,MySQL 竟然会选错索引,是不是有点奇怪呢?

为什么会选错索引?

优化器在选择索引时,扫描行数指标是影响执行代价的因素之一。扫描的行数越少,意味着访问磁盘数据的次数越少,消耗的 CPU 资源越少。除此之外,优化器还会结合是否使用临时表、是否排序等因素进行综合判断。我们这个简单的查询语句并没有涉及到临时表和排序,所以 MySQL 选错索引肯定是在判断扫描行数的时候出问题了。

扫描行数判断出错

对于一个具体的语句来说,优化器要判断执行这个语句本身要扫描多少行。接下来,我们再一起看看优化器预估的,这两个语句的扫描行数是多少。

rows 这个字段表示的是预计扫描行数。其中,Q1 的 rows 的值是 104620;Q2 的 rows 值是 37116。而图 1 中我们用 explain 命令看到的 rows 是只有 10001 行,是这个偏差误导了优化器的判断。

回顾图1:

优化器为什么放着扫描 37000 行的执行计划不用,却选择了扫描行数是 100000 的执行计划呢?

这是因为,如果使用索引 a,每次从索引 a 上拿到一个值,都要回到主键索引上查出整行数据,这个代价优化器也要算进去的。而如果选择扫描 10 万行,是直接在主键索引上扫描的,没有额外的代价。优化器会估算这两个选择的代价,从结果看来,优化器认为直接扫描主键索引更快。当然,从执行时间看来,这个选择并不是最优的。

使用普通索引需要把回表的代价算进去,在图 1 执行 explain 的时候,也考虑了这个策略的代价 ,但图 1 的选择是对的。也就是说,这个策略并没有问题。所以MySQL 选错索引,这件事儿还得归咎到没能准确地判断出扫描行数

为什么会得到错误的扫描行数?

一个索引上不同的值的个数,我们称之为“基数”(cardinality)。MySQL 通过采样统计法得到基数的值,采样统计的时候,InnoDB 默认会选择 N 个数据页,统计这些页面上的不同值,得到一个平均值,然后乘以这个索引的页面数,就得到了这个索引的基数。而数据表是会持续更新的,索引统计信息也不会固定不变。所以,当变更的数据行数超过 1/M 的时候,会自动触发重新做一次索引统计。

在 MySQL 中,有两种存储索引统计的方式,可以通过设置参数 innodb_stats_persistent 的值来选择:

  • 设置为 on 的时候,表示统计信息会持久化存储。这时,默认的 N 是 20,M 是 10。
  • 设置为 off 的时候,表示统计信息只存储在内存中。这时,默认的 N 是 8,M 是 16。

选错索引怎么办?

既然是统计信息不对,那就修正。analyze table t 命令,可以用来重新统计索引信息。我们来看一下执行效果。

所以在实践中,如果你发现 explain 的结果预估的 rows 值跟实际情况差距比较大,可以采用这个方法来处理。


转载来源:https://juejin.cn/post/7146219347449479182

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