轻松优化MySQL-之索引优化2 附赠送优化口诀

轻松优化MySQL-之索引优化2 附赠送优化口诀,第1张

索引是在存储引擎中实现的,也就是说不同的存储引擎,会使用不同的索引。MyISAM和InnoDB存储引擎:只支持BTREE索引,也就是说默认使用BTREE,不能够更换,MySQL5.7中InnoDB可以支持HASH索引;MEMORY/HEAP存储引擎:支持HASH和BTREE索引。索引可划分为单列索引(其中包括普通索引、唯一索引、主键索引)、组合索引、全文索引、空间索引,其中单列索引是一个索引只包含单个列,但一个表中可以有多个单列索引。

MySQL中基本索引类型,没有什么限制,允许在定义索引的列中插入重复值和空值,纯粹为了查询数据更快一点。

索引列中的值必须是唯一的,但是允许为空值,

是一种特殊的唯一索引,不允许有空值。

在表中的多个字段组合上创建的索引,只有在查询条件中使用了这些字段的左边字段时,索引才会被使用,使用组合索引时遵循最左前缀集合。

由id、name和age3个字段构成的索引,索引行中就按id/name/age的顺序存放,索引可以索引下面字段组合(id,name,age)、(id,name)或者(id)。如果要查询的字段不构成索引最左面的前缀,那么就不会是用索引,比如,age或者(name,age)组合就不会使用索引查询

全文索引,只有在MyISAM引擎上才能使用,只能在CHAR,VARCHAR,TEXT类型字段上使用全文索引。全文索引就是在一堆文字中,通过其中的某个关键字等,就能找到该字段所属的记录行,比如有"你是个大牛,神人 ..." 通过大牛,可能就可以找到该条记录。这里说的是可能,因为全文索引的使用涉及了很多细节,我们只需要知道这个大概意思。

只有在MyISAM引擎上才能使用,空间索引是对空间数据类型的字段建立的索引,MySQL中的空间数据类型有四种,GEOMETRY、POINT、LINESTRING、POLYGON。

在创建空间索引时,使用SPATIAL关键字。

创建空间索引的列,必须将其声明为NOT NULL。。

SPATIAL INDEX spatIdx(g)

全值匹配我最爱,最左前缀要遵守;

带头大哥不能死,中间兄弟不能断;

索引列上少计算,范围之后全失效;

Like百分写最右,覆盖索引不写星;

不等空值还有or,索引失效要少用;

VAR引号不可丢,SQL高级也不难!

参考: <u>https://blog.csdn.net/zjy15203167987/article/details/81812370</u>

参考: <u>https://www.jianshu.com/p/d5b2f645d657</u>

如果索引包含满足查询的所有数据,就称为覆盖索引。覆盖索引是一种非常强大的工具,能大大提高查询性能。只需要读取索引而不用读取数据有以下一些优点:

(1) 索引项通常比记录要小,所以MySQL访问更少的数据;

(2) 索引都按值的大小顺序存储,相对于随机访问记录,需要更少的I/O;

(3) 大多数据引擎能更好的缓存索引。比如MyISAM只缓存索引。

(4) 覆盖索引对于InnoDB表尤其有用,因为InnoDB使用聚集索引组织数据,如果二级索引中包含查询所需的数据,就不再需要在聚集索引中查找了。

覆盖索引不能是任何索引,只有B-TREE索引存储相应的值。而且不同的存储引擎实现覆盖索引的方式都不同,并不是所有存储引擎都支持覆盖索引(Memory和Falcon就不支持)。

对于索引覆盖查询(index-covered query),使用EXPLAIN时,可以在Extra一列中看到“Using index”。

产品中有一张图片表,数据量将近100万条,有一条相关的查询语句,由于执行频次较高,想针对此语句进行优化。表结构很简单,主要字段:

user_id 用户ID

picname 图片名称

smallimg 小图名称

一个用户会有多条图片记录,现在有一个根据user_id建立的索引:uid,查询语句也很简单。取得某用户的图片集合

执行查询语句(为了查看真实执行时间,强制不使用缓存)

执行了10次,平均耗时在40ms左右。使用explain进行分析

使用了user_id的索引,并且是const常数查找,表示性能已经很好了

因为这个语句太简单,sql本身没有什么优化空间,就考虑了索引。修改索引结构,建立一个(user_id,picname,smallimg)的联合索引:uid_pic。重新执行10次,平均耗时降到了30ms左右。使用explain进行分析

看到使用的索引变成了刚刚建立的联合索引,并且Extra部分显示使用了'Using Index'

'Using Index'的意思是“覆盖索引”,它是使上面sql性能提升的关键。一个包含查询所需字段的索引称为“覆盖索引”,MySQL只需要通过索引就可以返回查询所需要的数据,而不必在查到索引之后进行回表 *** 作,减少IO,提高了效率。

例如上面的sql,查询条件是user_id,可以使用联合索引,要查询的字段是picname smallimg,这两个字段也在联合索引中,这就实现了“覆盖索引”,可以根据这个联合索引一次性完成查询工作,所以提升了性能

InnoDB存储引擎由于实现了行级锁定,虽然在锁定机制的实现方面带来的性能损耗可能比表级锁定要更高一些,但是在整体并发处理能力方面是要远远优于MyISAM的表级锁定的。当系统并发量较高的时候,InnoDB的整体性能和MyISAM相比就会有比较明显的优势了。但是当我们使用不当的时候,可能会让InnoDB的整体性能表现不仅不比MyISAM高,甚至可能会更差。

建议:

(1)尽可能让所有的数据检索都通过索引来完成,从而避免InnoDB因为无法通过索引键加锁而升级为表级锁定

(2)合理设计索引,让InnoDB在索引键上面加锁的时候尽可能准确,尽可能地缩小锁定范围,避免造成不必要的锁定而影响其他Query的执行

(3)尽可能减少基于范围的数据检索过滤条件,避免因为间隙锁带来的负面影响而锁定了不该锁定的记录

(4)尽量控制事务的大小,减少锁定的资源量和锁定时间长度

(5)在业务环境允许的情况下,尽量使用较低级别的事务隔离,以减少MySQL因为实现事务隔离级别所带来的附加成本。

在开始演示之前,我们先介绍下两个概念。

概念一,数据的可选择性基数,也就是常说的cardinality值。

查询优化器在生成各种执行计划之前,得先从统计信息中取得相关数据,这样才能估算每步 *** 作所涉及到的记录数,而这个相关数据就是cardinality。简单来说,就是每个值在每个字段中的唯一值分布状态。

比如表t1有100行记录,其中一列为f1。f1中唯一值的个数可以是100个,也可以是1个,当然也可以是1到100之间的任何一个数字。这里唯一值越的多少,就是这个列的可选择基数。

那看到这里我们就明白了,为什么要在基数高的字段上建立索引,而基数低的的字段建立索引反而没有全表扫描来的快。当然这个只是一方面,至于更深入的探讨就不在我这篇探讨的范围了。

概念二,关于HINT的使用。

这里我来说下HINT是什么,在什么时候用。

HINT简单来说就是在某些特定的场景下人工协助MySQL优化器的工作,使她生成最优的执行计划。一般来说,优化器的执行计划都是最优化的,不过在某些特定场景下,执行计划可能不是最优化。

比如:表t1经过大量的频繁更新 *** 作,(UPDATE,DELETE,INSERT),cardinality已经很不准确了,这时候刚好执行了一条SQL,那么有可能这条SQL的执行计划就不是最优的。为什么说有可能呢?

来看下具体演示

譬如,以下两条SQL,

A:

select * from t1 where f1 = 20

B:

select * from t1 where f1 = 30

如果f1的值刚好频繁更新的值为30,并且没有达到MySQL自动更新cardinality值的临界值或者说用户设置了手动更新又或者用户减少了sample page等等,那么对这两条语句来说,可能不准确的就是B了。

这里顺带说下,MySQL提供了自动更新和手动更新表cardinality值的方法,因篇幅有限,需要的可以查阅手册。

那回到正题上,MySQL 8.0 带来了几个HINT,我今天就举个index_merge的例子。

示例表结构:

mysql>desc t1+------------+--------------+------+-----+---------+----------------+| Field      | Type         | Null | Key | Default | Extra          |+------------+--------------+------+-----+---------+----------------+| id         | int(11)      | NO   | PRI | NULL    | auto_increment || rank1      | int(11)      | YES  | MUL | NULL    |                || rank2      | int(11)      | YES  | MUL | NULL    |                || log_time   | datetime     | YES  | MUL | NULL    |                || prefix_uid | varchar(100) | YES  |     | NULL    |                || desc1      | text         | YES  |     | NULL    |                || rank3      | int(11)      | YES  | MUL | NULL    |                |+------------+--------------+------+-----+---------+----------------+7 rows in set (0.00 sec)

表记录数:

mysql>select count(*) from t1+----------+| count(*) |+----------+|    32768 |+----------+1 row in set (0.01 sec)

这里我们两条经典的SQL:

SQL C:

select * from t1 where rank1 = 1 or rank2 = 2 or rank3 = 2

SQL D:

select * from t1 where rank1 =100  and rank2 =100  and rank3 =100

表t1实际上在rank1,rank2,rank3三列上分别有一个二级索引。

那我们来看SQL C的查询计划。

显然,没有用到任何索引,扫描的行数为32034,cost为3243.65。

mysql>explain  format=json select * from t1  where rank1 =1 or rank2 = 2 or rank3 = 2\G*************************** 1. row ***************************EXPLAIN: {  "query_block": {    "select_id": 1,    "cost_info": {      "query_cost": "3243.65"    },    "table": {      "table_name": "t1",      "access_type": "ALL",      "possible_keys": [        "idx_rank1",        "idx_rank2",        "idx_rank3"      ],      "rows_examined_per_scan": 32034,      "rows_produced_per_join": 115,      "filtered": "0.36",      "cost_info": {        "read_cost": "3232.07",        "eval_cost": "11.58",        "prefix_cost": "3243.65",        "data_read_per_join": "49K"      },      "used_columns": [        "id",        "rank1",        "rank2",        "log_time",        "prefix_uid",        "desc1",        "rank3"      ],      "attached_condition": "((`ytt`.`t1`.`rank1` = 1) or (`ytt`.`t1`.`rank2` = 2) or (`ytt`.`t1`.`rank3` = 2))"    }  }}1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

我们加上hint给相同的查询,再次看看查询计划。

这个时候用到了index_merge,union了三个列。扫描的行数为1103,cost为441.09,明显比之前的快了好几倍。

mysql>explain  format=json select /*+ index_merge(t1) */ * from t1  where rank1 =1 or rank2 = 2 or rank3 = 2\G*************************** 1. row ***************************EXPLAIN: {  "query_block": {    "select_id": 1,    "cost_info": {      "query_cost": "441.09"    },    "table": {      "table_name": "t1",      "access_type": "index_merge",      "possible_keys": [        "idx_rank1",        "idx_rank2",        "idx_rank3"      ],      "key": "union(idx_rank1,idx_rank2,idx_rank3)",      "key_length": "5,5,5",      "rows_examined_per_scan": 1103,      "rows_produced_per_join": 1103,      "filtered": "100.00",      "cost_info": {        "read_cost": "330.79",        "eval_cost": "110.30",        "prefix_cost": "441.09",        "data_read_per_join": "473K"      },      "used_columns": [        "id",        "rank1",        "rank2",        "log_time",        "prefix_uid",        "desc1",        "rank3"      ],      "attached_condition": "((`ytt`.`t1`.`rank1` = 1) or (`ytt`.`t1`.`rank2` = 2) or (`ytt`.`t1`.`rank3` = 2))"    }  }}1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

我们再看下SQL D的计划:

不加HINT,

mysql>explain format=json select * from t1 where rank1 =100 and rank2 =100 and rank3 =100\G*************************** 1. row ***************************EXPLAIN: {  "query_block": {    "select_id": 1,    "cost_info": {      "query_cost": "534.34"    },    "table": {      "table_name": "t1",      "access_type": "ref",      "possible_keys": [        "idx_rank1",        "idx_rank2",        "idx_rank3"      ],      "key": "idx_rank1",      "used_key_parts": [        "rank1"      ],      "key_length": "5",      "ref": [        "const"      ],      "rows_examined_per_scan": 555,      "rows_produced_per_join": 0,      "filtered": "0.07",      "cost_info": {        "read_cost": "478.84",        "eval_cost": "0.04",        "prefix_cost": "534.34",        "data_read_per_join": "176"      },      "used_columns": [        "id",        "rank1",        "rank2",        "log_time",        "prefix_uid",        "desc1",        "rank3"      ],      "attached_condition": "((`ytt`.`t1`.`rank3` = 100) and (`ytt`.`t1`.`rank2` = 100))"    }  }}1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

加了HINT,

mysql>explain format=json select /*+ index_merge(t1)*/ * from t1 where rank1 =100 and rank2 =100 and rank3 =100\G*************************** 1. row ***************************EXPLAIN: {  "query_block": {    "select_id": 1,    "cost_info": {      "query_cost": "5.23"    },    "table": {      "table_name": "t1",      "access_type": "index_merge",      "possible_keys": [        "idx_rank1",        "idx_rank2",        "idx_rank3"      ],      "key": "intersect(idx_rank1,idx_rank2,idx_rank3)",      "key_length": "5,5,5",      "rows_examined_per_scan": 1,      "rows_produced_per_join": 1,      "filtered": "100.00",      "cost_info": {        "read_cost": "5.13",        "eval_cost": "0.10",        "prefix_cost": "5.23",        "data_read_per_join": "440"      },      "used_columns": [        "id",        "rank1",        "rank2",        "log_time",        "prefix_uid",        "desc1",        "rank3"      ],      "attached_condition": "((`ytt`.`t1`.`rank3` = 100) and (`ytt`.`t1`.`rank2` = 100) and (`ytt`.`t1`.`rank1` = 100))"    }  }}1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

对比下以上两个,加了HINT的比不加HINT的cost小了100倍。

总结下,就是说表的cardinality值影响这张的查询计划,如果这个值没有正常更新的话,就需要手工加HINT了。相信MySQL未来的版本会带来更多的HINT。

有八个方面可以对mysql进行优化:

1、选取最适用的字段属性

MySQL可以很好的支持大数据量的存取,但是一般说来,数据库中的表越小,在它上面执行的查询也就会越快。因此,在创建表的时候,为了获得更好的性能,我们可以将表中字段的宽度设得尽可能小。

2. 使用连接(JOIN)来代替子查询(Sub-Queries)

MySQL从4.1开始支持SQL的子查询。这个技术可以使用SELECT语句来创建一个单列的查询结果,然后把这个结果作为过滤条件用在另一个查询中。

3、使用联合(UNION)来代替手动创建的临时表

MySQL从4.0的版本开始支持union查询,它可以把需要使用临时表的两条或更多的select查询合并的一个查询中。在客户端的查询会话结束的时候,临时表会被自动删除,从而保证数据库整齐、高效。

4、事务

尽管我们可以使用子查询(Sub-Queries)、连接(JOIN)和联合(UNION)来创建各种各样的查询,但不是所有的数据库 *** 作都可以只用一条或少数几条SQL语句就可以完成的。更多的时候是需要用到一系列的语句来完成某种工作。但是在这种情况下,当这个语句块中的某一条语句运行出错的时候,整个语句块的 *** 作就会变得不确定起来。设想一下,要把某个数据同时插入两个相关联的表中,可能会出现这样的情况:第一个表中成功更新后,数据库突然出现意外状况,造成第二个表中的 *** 作没有完成,这样,就会造成数据的不完整,甚至会破坏数据库中的数据。要避免这种情况,就应该使用事务,它的作用是:要么语句块中每条语句都 *** 作成功,要么都失败

5、锁定表

尽管事务是维护数据库完整性的一个非常好的方法,但却因为它的独占性,有时会影响数据库的性能,尤其是在很大的应用系统中。由于在事务执行的过程中,数据库将会被锁定,因此其它的用户请求只能暂时等待直到该事务结束。其实,有些情况下我们可以通过锁定表的方法来获得更好的性能。

6、使用外键

锁定表的方法可以维护数据的完整性,但是它却不能保证数据的关联性。这个时候我们就可以使用外键。

7、使用索引

索引是提高数据库性能的常用方法,它可以令数据库服务器以比没有索引快得多的速度检索特定的行,尤其是在查询语句当中包含有MAX(),MIN()和ORDERBY这些命令的时候,性能提高更为明显。

8、优化的查询语句

绝大多数情况下,使用索引可以提高查询的速度,但如果SQL语句使用不恰当的话,索引将无法发挥它应有的作用。


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