MySQL 索引优化实践(下)

简介: MySQL 索引优化实践

我们先看单路排序的详细过程:


  1. 从索引name找到第一个满足 name = ‘SAN’ 条件的主键 id


  1. 根据主键 id 取出整行,取出所有字段的值,存入 sort_buffer 中


  1. 从索引name找到下一个满足 name = ‘SAN’ 条件的主键 id


  1. 重复步骤 2、3 直到不满足 name = ‘SAN’


  1. 对 sort_buffer 中的数据按照字段 position 进行排序


  1. 返回结果给客户端


我们再看下双路排序的详细过程:


  1. 从索引 name 找到第一个满足 name = ‘SAN’ 的主键id


  1. 根据主键 id 取出整行,把排序字段 position 和主键 id 这两个字段放到 sort buffer 中


  1. 从索引 name 取下一个满足 name = ‘SAN’ 记录的主键 id


  1. 重复 3、4 直到不满足 name = ‘SAN’


  1. 对 sort_buffer 中的字段 position 和主键 id 按照字段 position 进行排序


  1. 遍历排序好的 id 和字段 position,按照 id 的值回到原表中取出 所有字段的值返回给客户端


其实对比两个排序模式,单路排序会把所有需要查询的字段都放到 sort buffer 中,而双路排序只会把主键和需要排序的字段放到 sort buffer 中进行排序,然后再通过主键回到原表查询需要的字段。 如果 MySQL 排序内存 sort_buffer配置的比较小并且没有条件继续增加了,可以适当把 max_length_for_sort_data 配置小点,让优化器选择使用双路排序算法,可以在sort_buffer 中一次排序更多的行,只是需要再根据主键回到原表取数据。 如果 MySQL 排序内存有条件可以配置比较大,可以适当增大 max_length_for_sort_data 的值,让优化器优先选择全字段排序(单路排序),把需要的字段放到 sort_buffer 中,这样排序后就会直接从内存里返回查询结果了。 所以,MySQL通过 max_length_for_sort_data 这个参数来控制排序,在不同场景使用不同的排序模式,从而提升排序效率。注意,如果全部使用sort_buffer内存排序一般情况下效率会高于磁盘文件排序,但不能因为这个就随便增大sort_buffer(默认1M),mysql很多参数设置都是做过优化的,不要轻易调整。


索引设计原则


1、代码先行,索引后上


不知大家一般是怎么给数据表建立索引的,是建完表马上就建立索引吗? 这其实是不对的,一般应该等到主体业务功能开发完毕,把涉及到该表相关sql都要拿出来分析之后再建立索引。


2、联合索引尽量覆盖条件


比如可以设计一个或者两三个联合索引(尽量少建单值索引),让每一个联合索引都尽量去包含sql语句里的where、order by、group by的字段,还要确保这些联合索引的字段顺序尽量满足sql查询的最左前缀原则。


3、不要在小基数字段上建立索引


索引基数是指这个字段在表里总共有多少个不同的值,比如一张表总共100万行记录,其中有个性别字段,其值不是男就是女,那么该字段的基数就是2。 如果对这种小基数字段建立索引的话,还不如全表扫描了,因为你的索引树里就包含男和女两种值,根本没法进行快速的二分查找,那用索引就没有太大的意义了。 一般建立索引,尽量使用那些基数比较大的字段,就是值比较多的字段,那么才能发挥出B+树快速二分查找的优势来。


4、长字符串我们可以采用前缀索引


尽量对字段类型较小的列设计索引,比如说什么tinyint之类的,因为字段类型较小的话,占用磁盘空间也会比较小,此时你在搜索的时候性能也会比较好一点。 当然,这个所谓的字段类型小一点的列,也不是绝对的,很多时候你就是要针对varchar(255)这种字段建立索引,哪怕多占用一些磁盘空间也是有必要的。 对于这种varchar(255)的大字段可能会比较占用磁盘空间,可以稍微优化下,比如针对这个字段的前20个字符建立索引,就是说,对这个字段里的每个值的前20个字符放在索引树里,类似于 KEY index(name(20),age,position)。 此时你在where条件里搜索的时候,如果是根据name字段来搜索,那么此时就会先到索引树里根据name字段的前20个字符去搜索,定位到之后前20个字符的前缀匹配的部分数据之后,再回到聚簇索引提取出来完整的name字段值进行比对。 但是假如你要是order by name,那么此时你的name因为在索引树里仅仅包含了前20个字符,所以这个排序是没法用上索引的, group by也是同理。所以这里大家要对前缀索引有一个了解。


5、where与order by冲突时优先where


在where和order by出现索引设计冲突时,到底是针对where去设计索引,还是针对order by设计索引?到底是让where去用上索引,还是让order by用上索引? 一般这种时候往往都是让where条件去使用索引来快速筛选出来一部分指定的数据,接着再进行排序。 因为大多数情况基于索引进行where筛选往往可以最快速度筛选出你要的少部分数据,然后做排序的成本可能会小很多。


6、基于慢sql查询做优化


可以根据监控后台的一些慢sql,针对这些慢sql查询做特定的索引优化。 关于慢sql查询不清楚的可以参考这篇文章:blog.csdn.net/qq_40884473…


索引优化案例


image.png


以社交场景APP来举例,我们一般会去搜索一些好友,这里面就涉及到对用户信息的筛选,这里肯定就是对用户user表搜索了,这个表一般来说数据量会比较大,我们先不考虑分库分表的情况,比如,我们一般会筛选地区(省市),性别,年龄,身高,爱好之类的,有的APP可能用户还有评分,比如用户的受欢迎程度评分,我们可能还会根据评分来排序等等。


对于后台程序来说除了过滤用户的各种条件,还需要分页之类的处理,可能会生成类似sql语句执行: select xx from user where xx=xx and xx=xx order by xx limit xx,xx


对于这种情况如何合理设计索引了,比如用户可能经常会根据省市优先筛选同城的用户,还有根据性别去筛选,那我们是否应该设计一个联合索引(province,city,sex) 了?这些字段好像基数都不大,其实是应该的,因为这些字段查询太频繁了。 假设又有用户根据年龄范围去筛选了,比如 where province=xx and city=xx and age>=xx and age<=xx,我们尝试着把age字段加入联合索引 (province,city,sex,age),注意,一般这种范围查找的条件都要放在最后,之前讲过联合索引范围之后条件的是不能用索引的,但是对于当前这种情况依然用不到age这个索引字段,因为用户没有筛选sex字段,那怎么优化了?其实我们可以这么来优化下sql的写法:where province=xx and city=xx and sex in ('female','male') and age>=xx and age<=xx 对于爱好之类的字段也可以类似sex字段处理,所以可以把爱好字段也加入索引 (province,city,sex,hobby,age)


假设可能还有一个筛选条件,比如要筛选最近一周登录过的用户,一般大家肯定希望跟活跃用户交友了,这样能尽快收到反馈,对应后台sql可能是这样: where province=xx and city=xx and sex in ('female','male') and age>=xx and age<=xx and latest_login_time>= xx 那我们是否能把 latest_login_time 字段也加入索引了?比如 (province,city,sex,hobby,age,latest_login_time) ,显然是不行的,那怎么来优化这种情况了?其实我们可以试着再设计一个字段is_login_in_latest_7_days,用户如果一周内有登录值就为1,否则为0,那么我们就可以把索引设计成 (province,city,sex,hobby,is_login_in_latest_7_days,age) 来满足上面那种场景了! 一般来说,通过这么一个多字段的索引是能够过滤掉绝大部分数据的,就保留小部分数据下来基于磁盘文件进行order by语句的排序,最后基于limit进行分页,那么一般性能还是比较高的。


不过有时可能用户会这么来查询,就查下受欢迎度较高的女性,比如sql:where sex = 'female' order by score limit xx,xx,那么上面那个索引是很难用上的,不能把太多的字段以及太多的值都用 in 语句拼接到sql里的,那怎么办了?其实我们可以再设计一个辅助的联合索引,比如 (sex,score),这样就能满足查询要求了。


以上就是给大家讲的一些索引设计的思路了,核心思想就是,尽量利用一两个复杂的多字段联合索引,抗下你80%以上的查询,然后用一两个辅助索引尽量抗下剩余的一些非典型查询,保证这种大数据量表的查询尽可能多的都能充分利用索引,这样就能保证你的查询速度和性能了!


参考文档






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