作者：xcbeyond
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在面对不够优化、或者性能极差的 SQL 语句时，我们通常的想法是将重构这个 SQL 语句，让其查询的结果集和原来保持一样，并且希望 SQL 性能得以提升。而在重构 SQL 时，一般都有一定方法技巧可供参考，本文将介绍如何通过这些技巧方法来重构 SQL。
一、分解 SQL
有时候对于一个复杂 SQL，我们首先想到的是是否需要将一个复杂 SQL 分解成多个简单 SQL，来完成相同业务处理结果。
在以前，大家总是强调需要数据库层来完成尽可能的工作，这也就不难理解在一些老的产品、项目中时常会看见很多超级复杂、超级长的 SQL 语句，这样做的逻辑在以前认为多次交互，在网络带宽、程序与数据库间网络通信等方面是一件代价很高的事情。然后在现在，无论是带宽还是延迟，网络速度比以前要快的很多，多次交互也没有太大的问题。即使在一个通用服务器上，也能够运行每秒超过 10 万的查询，所以运行多个小查询现在已经不是大问题了。
复杂 SQL 的分解，在面对超级复杂 SQL 语句时，性能提升尤为明显。所以，在面对超级复杂 SQL 语句，并且存在性能问题时，推荐分解为小查询来进行优化。
不过，在应用设计的时候，如果一个查询能够胜任并且不会产生性能问题，这时完全可以用一个稍微复杂的SQL来完成的，倘若再死板的强制拆分成多个小查询是不明智的。
在当今很多高性能的应用系统中，都是极力推荐使用单表操作，然后将单表查询结果在应用程序中进行关联，以满足复杂业务的查询需求。 一个 SQL 可以搞定事情，为何要分开来写，而且还得在应用程序中多次执行 SQL 查询，再进行结果集的关联，这到底为什么要这么做呢？
乍一看，这样做复杂不说而且没有什么好处，原本一条查询，这样却变成了多条查询。事实上，这样分解有如下的优势：
- 让缓存更高效。在应用程序中，可以很方便地缓存单表查询结果对应的结果对象，便于后续任何时候可以直接从结果对象中获取数据。
- 分解查询后，执行单个查询可以减少表锁的竞争。
- 在程序应用层做关联，可以更容易对数据库进行拆分，更容易做到高性能和可扩展。
- 单表查询效率高于多表复杂查询。
- 减少冗余记录的查询。在程序应用层关联，意味着对于某条记录应用只需要查询一次，而在数据库中做关联查询，则可能需要重复地访问一部分数据记录。从这点来看，这样的重构还可能减少网络和内存的消耗。
二、查询切分
有时候对于一个大查询，即：结果集很大的查询，我们需要采用“分而治之”的思想，将大查询切分为小查询，每个查询功能完全一样，只是完成一小部分，每次只返回一小部分查询结果。通俗来讲，就是对 where 条件的过滤范围进行切分，每次只查询其中一部分数据，即：类似于分页查询。
这样做，不管对于 SQL 查询本身，还是对于上层业务来说，都是很小的开销。最典型的的案例就是分页查询，目前各类框架都有了很好的支持，如：MyBatis 等，只需在实际使用时稍加留意就可避免。
三、执行计划
使用执行计划 EXPLAIN 关键字，可以使我们知道 MySQL 是如何执行 SQL 语句的，这样可以帮助我们分析我们的查询语句或是表结构的性能瓶颈。EXPLAIN 的查询结果还会告诉我们索引主键是如何被利用的，数据表是如何被搜索或排序的等等。
语法格式是：
EXPLAIN SELECT语句;
通过执行计划结果，将会指导我们进一步来重构 SQL 语句，如：增加索引、调整索引顺序、避免使用某些函数等等。
关于执行计划，后续章节将会单独详细讲解。
四、遵守原则
在平时写 SQL 时，养成好的习惯，多加留意，很大程度上就会避免一些 SQL 性能问题。汇总如下：
- 永远为每张表设置一个 ID 主键。
- 避免使用
SELECT *。 - 为搜索字段建立索引。
- 在 Join 表的时候使用对应类型的列，并将其索引。
- 尽可能的使用
NOT NULL。 - 越小的列会越快。
- 当只要一行数据时使用
LIMIT 1。 - 操作符的优化，尽量不采用不利于索引的操作符，目的就是为了避免全表扫描。
1）in和not in慎用，尽量用between代替in，用not exists代替not in
2）is null和is not null慎用
3）!=或<>操作符能不用就不用，否则将使引擎放弃使用索引而进行全表扫描。 - ……
五、使用查询缓存
当有很多相同的查询被执行了多次的时候，这些查询结果会被放入一个缓存中，这样后续的相同查询就不用操作而直接访问缓存结果了。
MySQL 查询缓存保存查询返回的完整结果。当查询命中该缓存，MySQL 会 like 返回结果，跳过了解析、优化和执行截断。
这是提高查询性能最有效的方法之一，而且这是被 MySQL 引擎处理的，通常 MySQL 默认是不开启查询缓存的，需要手动开启。
查询缓存对应用程序是完全透明的。应用程序无需关心 MySQL 是通过查询返回的还是实际执行返回的结果。事实上，这两种方式执行的结果是完全相同的。换句话说，查询缓存无需使用任何语法。
随着现在的通用服务器越来越强大，查询缓存被发现是一个影响服务器扩展性的因素。它可能成为整个服务器的资源竞争单点，在多核服务器上还可能导致服务器僵死。所以大部分时候应该默认关闭查询缓存，如果查询缓存作用很大的话，可以配置个几十兆的小缓存空间。（在选择时，需要进行权衡）
关于查询缓存有如下参数可供配置：
query_cache_type
是否打开查询缓存。可以设置OFF、ON、DEMAND，DEMAND表示只有在查询语句中明确写入sql_cache的语句才放入查询缓存。query_cache_size
查询缓存使用的总内存空间，单位是字节。这个值必须是 1024 的整倍数，否则实际分配的数据会和指定的大小有区别。query_cache_min_res_unit
在查询缓存中分配内存块时的最小单位。query_cache_limit
缓存的最大查询结果。如果查询结果大于这个值，则不会被缓存。因为查询缓存在数据生成的时候就开始尝试缓存数据，所以只有当结果全部返回后，MySQL 才知道查询结果是否超出限制。
关于查询缓存，后续章节将会单独详细讲解。
