Mysql查詢優化

2021-10-09 15:12:57 字數 3864 閱讀 2312

查詢優化是乙個非常大的話題,它可以從表設計,索引,查詢技巧等多個方面去討論,對於表設計,索引已經有專門的文章介紹(mysql高效索引策略, mysql庫表設計優化)。本文將介紹查詢優化的思路和一些實用的查詢優化策略。

1.客戶端傳送查詢請求給伺服器。

mysql客戶端/服務端通訊協議時半雙工的,任意乙個時間點,只有一方傳送資料,傳送請求後就只能等待結果;另一方接收資料,只有接受完資料才能響應結果。客戶端使用乙個單獨的資料報傳送給伺服器,當查詢語句超出max_allowed_packet,則會報錯。服務端響應資料時,則可能由多個資料報組成。

2.伺服器檢查查詢快取,若命中則返回快取資料。否則進行下一步

伺服器收到查詢請求後,先經過查詢快取,如果命中,則返回結果。否則進行sql的解析以及後續流程。

3.服務端進行sql解析和預處理

mysql解析器將使用語法規則驗證和解析查詢,得到乙個解析樹。預處理器會檢查解析樹中的列,別名。

4.優化器生成查詢計畫,並呼叫儲存引擎api執行查詢。

mysql使用基於成本的優化器,它**乙個查詢使用某種執行計畫的成本,並選擇成本最小的乙個。執行計畫的依據來自統計資訊,統計資訊由儲存引擎api提供。優化器會根據查詢上下文進行優化,比如重新定義關聯表順序,覆蓋索引掃瞄,子查詢優化等。

5.返回結果給客戶端。

如果查詢可以被快取,那麼mysql會將結果放到查詢快取中。mysql結果集的返回是乙個增量逐步返回的過程。在生成第一條結果集時就開始逐步向客戶端返回。每一行都會以乙個滿足mysql客戶端/服務端通訊協議的包傳送出去。在tcp協議傳輸層可能會對mysql的包進行快取然後批量傳輸。

整體流程如下圖所示(引自《高效能mysql》)

mysql是巢狀迴圈來執行關聯操作的,即先在一張表中迴圈取單條資料,再巢狀關聯表迴圈取出匹配的行,依次下去直到所有表都掃瞄完成。然後根據各個表匹配的行返回查詢字段。其實就是k張表分別放在巢狀迴圈的不同層,第一張表在第一層迴圈裡遍歷,第二張表在第二層迴圈裡,…,第k張表在第k層迴圈裡。如果沒有索引的話就是乙個o(n ^ k)的複雜的演算法。(引自《高效能mysql》)

關聯查詢可能會被優化器重寫關聯順序,選擇更小的表為驅動表,以提高查詢效率。

--檢視查詢執行計畫

explain

select..

.--檢視不被優化器重寫關聯順序的執行計畫

explain

select straight_join ...

--檢視最後一次執行的成本,該數值越小越優

show

status

like

`last_query_cost`

;

mysql在from子句中遇到子查詢時,先執行子查詢並將結果放到一張臨時表中,然後將這個臨時表當做乙個普通表對待。mysql在執行union查詢時也使用類似的臨時表。臨時表是沒有索引的,所以在執行這類查詢時需要注意複雜度不要太高。

在mysql索引優化中有介紹利用索引排序,當不能使用索引排序時,mysql需要在服務層排序。如果資料量小則在記憶體中進行快速排序,如果資料量大則進行歸併排序,統稱為檔案排序。有兩種排序策略

兩次傳輸排序

先讀取行指標及排序字段,在記憶體中完成排序後再回表查詢資料。如果記錄較多會產生大量隨機io,但是這種方式單次能進行更多記錄的排序。

單次傳輸排序

將資料一次性讀入記憶體,再排序。這種方式更加佔記憶體空間。當查詢需要所有列的總長度不超過 max_length_for_sort_data時,使用該排序策略。

關聯查詢排序

如果排序字段來自關聯查詢的第一張表,則在查詢第乙個表的時候就排序,explain的extra欄位會有「using filesort」;否則需要將關聯的結果存放到一張臨時表,所有的關聯結束後再進行檔案排序,explain結果的extra欄位為「using temporary, using filesort」。

盡量請求所需的資料就好了。當然在設計介面時,有時候為了提高介面的通用性,會在sql種包含很多查詢條件,很多返回字段。需要在兩者之間權衡,對於大多數普通的應用來說,可能選擇通用的設計,減少開發工作量。

如果儲存引擎層面沒能過濾掉資料,那麼只能到服務層做過濾。而關於where條件的應用是:

第一,在索引中應用where條件來過濾記錄。

第二,使用索引覆蓋,不需要回表。

第三,在服務層應用where條件。

這三種方式從好到壞。當發現掃瞄過多的行後,新增合適的索引可以避免過多的記錄需要返回到服務層過濾(導致大量隨機io)。

現在一般的網路代價較低,相比而言,將乙個複雜的查詢切分成幾個小的簡單查詢更有利於mysql執行。

將乙個大事務切分成小事務,比如在定期清理歷史資料時,如果用乙個大的sql可能會一次鎖定很多資料,可以將歷史資料分批刪除,並且每執行乙個sql間隔一段時間,平緩的傳送請求,這樣可以降低mysql的壓力。

將關聯查詢分解為簡單查詢,mysql能很好的執行小查詢。單個查詢能夠減少鎖的競爭,並且可以更好的利用快取。將關聯的邏輯放到伺服器做就可以了。

count可以統計某個列(非空)的數量,如果單單統計行數,則應當使用count(*)。對於count可以有以下優化。

a.如果不需要精確值,使用explain估算出來的行數做近似值,explain沒有真正執行查詢,消耗很低。

b.如果不需要精確值,可以定期執行count,將結果快取到redis中。

c.如果需要精確值,在有效能壓力的時候,使用計數器表單獨計數。

a.在關聯表中給關聯欄位加索引,例如優化器的結果是a join b ,則給b的關聯欄位加索引,而a不需要。

b.確保group by 和 order by中的表示式只涉及乙個表中的列。

在索引優化一文中有將過利用索引進行分組和排序。如果不能用到索引,那麼只能使用臨時表或者檔案排序。

物理分頁是通過limit實現的,當頁碼很大時,例如 limit 10000 10,將查詢滿足條件的10010條記錄,然後排序,返回最後10行,這樣的代價非常大。可以嘗試如下方式進行優化。

a.索引覆蓋,即使深度分頁,也不會有大量的隨機io。但是大多數分頁是很難滿足這個條件的。查詢的字段很多,條件很雜,難以走索引覆蓋。

b.延遲關聯,先用過濾條件和分頁條件查詢出id,這個查詢過程需要保證有合適的索引。由於只查詢id不用回表,不會有大量隨機io。然後,用這批id去關聯查詢需要的字段。注意需要where條件走索引覆蓋。

select

*from t_table t1

inner

join

(select id from t_table where..

.limit

1000

10) t2

on t1.id = t2.id;

c.利用order by的最值分頁。比如order by id asc,先查詢出第一頁資料,之後每次查詢都帶上上一次查詢結果的最大id。

select

*from t_table where id >

1000

and.

.order

by field asc

limit

10

d.冗餘表,該錶只包含主鍵和需要查詢和排序的資料列。先到冗餘表中查詢id,再根據id去原表查資料。這種方式和延遲關聯思想類似。

a.所有union的條件,where,limit,order by等字句下沉到各個子查詢中。

b.盡量使用union all,然後在應用層做去重。

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