36 张图带你 MySQL 调优(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:
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RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,高可用系列 2核4GB
简介: 一般传统互联网公司很少接触到 SQL 优化问题,其原因是数据量小,大部分厂商的数据库性能能够满足日常的业务需求,所以不需要进行 SQL 优化,但是随着应用程序的不断变大,数据量的激增,数据库自身的性能跟不上了,此时就需要从 SQL 自身角度来进行优化,这也是我们这篇文章所讨论的。

通过 EXPLAIN 命令分析 SQL 的执行计划

通过以上步骤查询到效率低的 SQL 语句后,可以通过 EXPLAIN 或者 DESC 命令获取 MySQL 如何执行 SELECT 语句的信息,包括在 SELECT 语句执行过程中表如何连接和连接的顺序。

比如我们使用下面这条 SQL 语句来分析一下执行计划

explain select * from test1;

微信图片_20220416180218.png

上表中涉及内容如下

  • select_type:表示常见的 SELECT 类型,常见的有 SIMPLE,SIMPLE 表示的是简单的 SQL 语句,不包括 UNION 或者子查询操作,比如下面这段就是 SIMPLE 类型。

微信图片_20220416180224.png

PRIMARY ,查询中最外层的 SELECT(如两表做 UNION 或者存在子查询的外层的表操作为 PRIMARY,内层的操作为 UNION),比如下面这段子查询。

微信图片_20220416180227.png

UNION,在 UNION 操作中,查询中处于内层的 SELECT(内层的 SELECT 语句与外层的 SELECT 语句没有依赖关系时)。

SUBQUERY:子查询中首个SELECT(如果有多个子查询存在),如我们上面的查询语句,子查询第一个是 sr(sys_role)表,所以它的 select_type 是 SUBQUERY。

  • table ,这个选项表示输出结果集的表。
  • type,这个选项表示表的连接类型,这个选项很有深入研究的价值,因为很多 SQL 的调优都是围绕 type 来讲的,但是这篇文章我们主要围绕优化方式来展开的,type 这个字段我们暂时作为了解,这篇文章不过多深入。
    type 这个字段会牵扯到连接的性能,它的不同类型的性能由好到差分别是
    system :表中仅有一条数据时,该表的查询就像查询常量表一样。
    const :当表中只有一条记录匹配时,比如使用了表主键(primary key)或者表唯一索引(unique index)进行查询。
    eq-ref :表示多表连接时使用表主键或者表唯一索引,比如
select A.text, B.text where A.ID = B.ID
  • 这个查询语句,对于 A 表中的每一个 ID 行,B 表中都只能有唯一的 B.Id 来进行匹配时。
    ref :这个类型不如上面的 eq-ref 快,因为它表示的是因为对于表 A 中扫描的每一行,表 C 中有几个可能的行,C.ID 不是唯一的。
    ref_or_null :与 ref 类似,只不过这个选项包含对 NULL 的查询。
    index_merge :查询语句使用了两个以上的索引,比如经常在有 and 和 or 关键字出现的场景,但是在由于读取索引过多导致其性能有可能还不如 range(后面说)。
    unique_subquery :这个选项经常用在 in 关键字后面,子查询带有 where 关键字的子查询中,用 sql 来表示就是这样
value IN (SELECT primary_key FROM single_table WHERE some_expr)
  • range :索引范围查询,常见于使用 =,<>,>,>=,<,<=,IS NULL,<=>,BETWEEN,IN() 或者 like 等运算符的查询中。
    index :索引全表扫描,把索引从头到尾扫一遍。
    all :这个我们接触的最多了,就是全表查询,select * from xxx ,性能最差。

上面就是 type 内容的大致解释,关于 type 我们经常会在 SQL 调优的环节使用 explain 分析其类型,然后改进查询方式,越靠近 system 其查询效率越高,越靠近 all 其查询效率越低。

微信图片_20220416180232.png

  • possible_keys :表示查询时,可能使用的索引。
  • key :表示实际使用的索引。
  • key_len :索引字段的长度。
  • rows :扫描行的数量。
  • filtered :通过查询条件查询出来的 SQL 数量占用总行数的比例。
  • extra :执行情况的描述。

通过上面的分析,我们可以大致确定 SQL 效率低的原因,一种非常有效的提升 SQL 查询效率的方式就是使用索引,接下来我会讲解一下如何使用索引提高查询效率。

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_20220416180237.png



删除方式

drop index normal_index on cxuan003;

微信图片_20220416180240.png

  • 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_20220416180243.png

  • 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_20220416180246.png

  • 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)
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