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MySQL索引優化的方法

發布時間:2022-07-29 17:22:41 來源:億速云 閱讀:123 作者:iii 欄目:開發技術

這篇文章主要介紹“MySQL索引優化的方法”,在日常操作中,相信很多人在MySQL索引優化的方法問題上存在疑惑,小編查閱了各式資料,整理出簡單好用的操作方法,希望對大家解答”MySQL索引優化的方法”的疑惑有所幫助!接下來,請跟著小編一起來學習吧!

    1.數據準備

    #1.建立員工表,并創建name,age,position索引,id為自增主鍵
    CREATE TABLE `employees` (
      `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      `name` varchar(24) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名',
      `age` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '年齡',
      `position` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '職位',
      `hire_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '入職時間',
      PRIMARY KEY (`id`),
      KEY `idx_name_age_position` (`name`,`age`,`position`) USING BTREE
    ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=100010 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='員工記錄表'
    
    # 2.前面插入三條數據,并建立employees_min_copy表插入這三條數據
    INSERT INTO employees (name,age,`position`,hire_time) VALUES 
    ('LiLei',22,'manager','2021-08-17 21:00:55')
    ,('HanMeimei',23,'dev','2021-08-17 21:00:55')
    ,('Lucy',23,'dev','2021-08-17 21:00:55')
    ;
    #3.再通過執行計劃向表中插入十萬條數據
    #3.1建立存儲過程,往employees表中插入數據(MySQL8.0版本)
    DELIMITER $$
    USE `zhebase`$$
    DROP PROCEDURE IF EXISTS `batch_insert_employees`$$
    CREATE PROCEDURE `batch_insert_employees`(IN `start_number` BIGINT,IN `counts` BIGINT)
    BEGIN 
        DECLARE start_number BIGINT DEFAULT start_number;
        DECLARE stop_number BIGINT DEFAULT start_number;
        SET stop_number=start_number + counts;
        WHILE start_number < stop_number DO
            INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES(CONCAT('zhang',start_number),start_number,'dev',now());
            SET start_number=start_number+1;
        END WHILE ;
        COMMIT;
    END$$
    DELIMITER ;
    
    #3.2執行存儲過程插入十萬條數據
    CALL batch_insert_employees(1,100000);

    2.實例一

    1.聯合索引第一個字段用范圍不會走索引  

    EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name > 'LiLei' AND age = 22 AND position ='manager';

    MySQL索引優化的方法

     原因:MySQL 內部可能覺得第一個字段就用范圍,結果集應該很大,還需要回表,回表效率不高,不如直接采用全表掃描 但是我們可以強制走索引

    EXPLAIN SELECT * FROM employees force index(idx_name_age_position) WHERE name > 'LiLei' AND age = 22 AND position ='manager';

    MySQL索引優化的方法

    -- 關閉查詢緩存
    set global query_cache_size=0;
    set global query_cache_type=0;
    -- 執行時間0.321s
    SELECT * FROM employees WHERE name > 'LiLei';
    -- 執行時間0.458s
    SELECT * FROM employees force index(idx_name_age_position) WHERE name > 'LiLei';

    MySQL索引優化的方法

     使用了強制走索引讓聯合索引第一個字段范圍查找也走索引,掃描的行rows看上去也少了點,但是最終查找效率不一定比全表掃描高,因為回表效率不高

    對于這種情況,如果可以使用覆蓋索引,就使用覆蓋索引進行優化 

    EXPLAIN SELECT name,age,position FROM employees WHERE name > 'LiLei' AND age = 22 AND position ='manager';

    MySQL索引優化的方法

    2.in 和 or 在表數據量比較大的情況會走索引,在表記錄不多的情況下會選擇全表掃描

    EXPLAIN SELECT * FROM employees
    WHERE name in ('LiLei','HanMeimei','Lucy')
    AND age = 22
    AND position ='manager';
    #表數據量大走索引,數據量小全表掃描
    EXPLAIN SELECT * FROM employees
    WHERE (name = 'LiLei' or name = 'HanMeimei')
    AND age = 22 
    AND position ='manager';

    MySQL索引優化的方法

     將十萬行數據的employees表復制一份插入幾行數據,再進行查詢 

    MySQL索引優化的方法

    發現進行了全表掃描 

    MySQL索引優化的方法

    3.like xx% 無論數據量多少一般情況都會走索引

    EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name like 'LiLei%' AND age = 22 AND position ='manager';

    MySQL索引優化的方法

     MySQL 底層使用索引下推(Index Condition Pushdown,ICP) 來對 like xx%進行優化。

    索引下推: 對于輔助的聯合索引(idx_name_age_position),通常按照最左前綴原則,SELECT * FROM employees WHERE name like 'LiLei%' AND age = 22 AND position ='manager' 因為在 name 是范圍查詢,過濾完后,age 和 position 是無序的,后續索引無法使用,只會走name字段索引。

    • MySQL5.6 以前: 先在索引樹中匹配 name 是 'LiLei' 開頭的索引,然后根據索引下的主鍵進行回表操作,在主鍵索引上在匹配 age 和 position

    • MySQL 5.6以后: 引入索引下推,先在索引樹種匹配 name 是 'LiLei' 開頭的索引,同時將該所與樹通有的所有條件字段進行判斷,過濾掉不符合條件的記錄再回表匹配其他條件及查詢整行數據。

    • 優點: 過濾掉不符合條件的記錄之后再回表,可以有效的減少回表次數,提高查詢效率

    MySQL 范圍查找為什么沒有使用索引下推優化?  可能因為范圍查找結果集一般較大,like xx%在大多數情況下,過濾后結果集較小。而結果集大的時候,每次檢索出來都要匹配后面的字段,不一定比立即回表要快。但是也不是絕對的,有些時候 Like xx%也不會走索引下推。

    3.MySQL如何選擇合適的索引?

    先來看兩條 SQL 語句:

    # MySQL直接使用全表掃描
    EXPLAIN select * from employees where name > 'a';
    # MySQL走索引
    EXPLAIN select * from employees where name > 'zzz';

    MySQL索引優化的方法

     我們發現第一條 SQL 進行了全表掃描,第二條 SQL 走了索引。對應第一條SQL,MySQL 通過計算執行成本發現走索引成本比全部掃描更高(走索引需要遍歷 name 字段,再進行回表操作查出最終數據,比直接查聚簇索引樹更慢)。對于這種情況可以使用覆蓋索引進行優化。至于 MySQL 如何選擇最終索引,可以用 Trace 工具進行查看。但開啟trace工具會影響 MySQL 性能,用完之后需立即關閉。

    #開啟trace
    set session optimizer_trace="enabled=on",end_markers_in_json=on; 
    #關閉trace
    set session optimizer_trace="enabled=off";
    #使用trace
    select * from employees where name > 'a' order by position;
    select * from information_schema.OPTIMIZER_TRACE;

    MySQL索引優化的方法

    下面是執行后的Trace中的內容:

    {
      "steps": [
        {
          #第一階段:SQL準備階段,格式化sql
          "join_preparation": {
            "select#": 1,
            "steps": [
              {
                "expanded_query": "/* select#1 */ select `employees`.`id` AS `id`,`employees`.`name` AS `name`,`employees`.`age` AS `age`,`employees`.`position` AS `position`,`employees`.`hire_time` AS `hire_time` from `employees` where (`employees`.`name` > 'a') order by `employees`.`position` limit 0,200"
              }
            ] /* steps */
          } /* join_preparation */
        },
        {
          #第二階段:SQL優化階段
          "join_optimization": {
            "select#": 1,
            "steps": [
              {
                #條件處理
                "condition_processing": {
                  "condition": "WHERE",
                  "original_condition": "(`employees`.`name` > 'a')",
                  "steps": [
                    {
                      "transformation": "equality_propagation",
                      "resulting_condition": "(`employees`.`name` > 'a')"
                    },
                    {
                      "transformation": "constant_propagation",
                      "resulting_condition": "(`employees`.`name` > 'a')"
                    },
                    {
                      "transformation": "trivial_condition_removal",
                      "resulting_condition": "(`employees`.`name` > 'a')"
                    }
                  ] /* steps */
                } /* condition_processing */
              },
              {
                "substitute_generated_columns": {
                } /* substitute_generated_columns */
              },
              {
                #表依賴詳情
                "table_dependencies": [
                  {
                    "table": "`employees`",
                    "row_may_be_null": false,
                    "map_bit": 0,
                    "depends_on_map_bits": [
                    ] /* depends_on_map_bits */
                  }
                ] /* table_dependencies */
              },
              {
                "ref_optimizer_key_uses": [
                ] /* ref_optimizer_key_uses */
              },
              {
                #預估表的訪問成本
                "rows_estimation": [
                  {
                    "table": "`employees`",
                    "range_analysis": {
                      "table_scan": { --全表掃描情況
                        "rows": 93205, --掃描行數
                        "cost": 9394.9 --查詢成本
                      } /* table_scan */,
                      #查詢可能使用的索引
                      "potential_range_indexes": [
                        {
                          "index": "PRIMARY",  --主鍵索引
                          "usable": false, -- 是否使用
                          "cause": "not_applicable"
                        },
                        {
                          #輔助索引
                          "index": "idx_name_age_position",
                          "usable": true,
                          "key_parts": [
                            "name",
                            "age",
                            "position",
                            "id"
                          ] /* key_parts */
                        }
                      ] /* potential_range_indexes */,
                      "setup_range_conditions": [
                      ] /* setup_range_conditions */,
                      "group_index_range": {
                        "chosen": false,
                        "cause": "not_group_by_or_distinct"
                      } /* group_index_range */,
                      "skip_scan_range": {
                        "potential_skip_scan_indexes": [
                          {
                            "index": "idx_name_age_position",
                            "usable": false,
                            "cause": "query_references_nonkey_column"
                          }
                        ] /* potential_skip_scan_indexes */
                      } /* skip_scan_range */,
                      #分析各個索引使用成本
                      "analyzing_range_alternatives": {
                        "range_scan_alternatives": [
                          {
                            "index": "idx_name_age_position",
                            "ranges": [
                              "a < name" --索引使用范圍
                            ] /* ranges */,
                            "index_dives_for_eq_ranges": true, 
                            "rowid_ordered": false, --使用該索引獲取的記錄是否按照主鍵排序
                            "using_mrr": false, 
                            "index_only": false, --是否使用覆蓋索引
                            "rows": 46602, --索引掃描行數
                            "cost": 16311, --索引使用成本
                            "chosen": false, --是否選擇該索引
                            "cause": "cost"
                          }
                        ] /* range_scan_alternatives */,
                        "analyzing_roworder_intersect": {
                          "usable": false,
                          "cause": "too_few_roworder_scans"
                        } /* analyzing_roworder_intersect */
                      } /* analyzing_range_alternatives */
                    } /* range_analysis */
                  }
                ] /* rows_estimation */
              },
              {
                "considered_execution_plans": [
                  {
                    "plan_prefix": [
                    ] /* plan_prefix */,
                    "table": "`employees`",
                    "best_access_path": { --最優訪問路徑
                      "considered_access_paths": [ --最終選擇的訪問路徑
                        {
                          "rows_to_scan": 93205,
                          "filtering_effect": [
                          ] /* filtering_effect */,
                          "final_filtering_effect": 0.5,
                          "access_type": "scan", --訪問類型:為scan,全表掃描
                          "resulting_rows": 46602,
                          "cost": 9392.8,
                          "chosen": true  --確定選擇
                        }
                      ] /* considered_access_paths */
                    } /* best_access_path */,
                    "condition_filtering_pct": 100,
                    "rows_for_plan": 46602,
                    "cost_for_plan": 9392.8,
                    "chosen": true
                  }
                ] /* considered_execution_plans */
              },
              {
                "attaching_conditions_to_tables": {
                  "original_condition": "(`employees`.`name` > 'a')",
                  "attached_conditions_computation": [
                    {
                      "table": "`employees`",
                      "rechecking_index_usage": {
                        "recheck_reason": "low_limit",
                        "limit": 200,
                        "row_estimate": 46602
                      } /* rechecking_index_usage */
                    }
                  ] /* attached_conditions_computation */,
                  "attached_conditions_summary": [
                    {
                      "table": "`employees`",
                      "attached": "(`employees`.`name` > 'a')"
                    }
                  ] /* attached_conditions_summary */
                } /* attaching_conditions_to_tables */
              },
              {
                "optimizing_distinct_group_by_order_by": {
                  "simplifying_order_by": {
                    "original_clause": "`employees`.`position`",
                    "items": [
                      {
                        "item": "`employees`.`position`"
                      }
                    ] /* items */,
                    "resulting_clause_is_simple": true,
                    "resulting_clause": "`employees`.`position`"
                  } /* simplifying_order_by */
                } /* optimizing_distinct_group_by_order_by */
              },
              {
                "reconsidering_access_paths_for_index_ordering": {
                  "clause": "ORDER BY",
                  "steps": [
                  ] /* steps */,
                  "index_order_summary": {
                    "table": "`employees`",
                    "index_provides_order": false,
                    "order_direction": "undefined",
                    "index": "unknown",
                    "plan_changed": false
                  } /* index_order_summary */
                } /* reconsidering_access_paths_for_index_ordering */
              },
              {
                "finalizing_table_conditions": [
                  {
                    "table": "`employees`",
                    "original_table_condition": "(`employees`.`name` > 'a')",
                    "final_table_condition   ": "(`employees`.`name` > 'a')"
                  }
                ] /* finalizing_table_conditions */
              },
              {
                "refine_plan": [
                  {
                    "table": "`employees`"
                  }
                ] /* refine_plan */
              },
              {
                "considering_tmp_tables": [
                  {
                    "adding_sort_to_table_in_plan_at_position": 0
                  } /* filesort */
                ] /* considering_tmp_tables */
              }
            ] /* steps */
          } /* join_optimization */
        },
        {
          #第三階段:SQL執行階段
          "join_execution": {
            "select#": 1,
            "steps": [
              {
                "sorting_table_in_plan_at_position": 0,
                "filesort_information": [
                  {
                    "direction": "asc",
                    "table": "`employees`",
                    "field": "position"
                  }
                ] /* filesort_information */,
                "filesort_priority_queue_optimization": {
                  "limit": 200,
                  "chosen": true
                } /* filesort_priority_queue_optimization */,
                "filesort_execution": [
                ] /* filesort_execution */,
                "filesort_summary": {
                  "memory_available": 262144,
                  "key_size": 40,
                  "row_size": 186,
                  "max_rows_per_buffer": 201,
                  "num_rows_estimate": 285696,
                  "num_rows_found": 100003,
                  "num_initial_chunks_spilled_to_disk": 0,
                  "peak_memory_used": 38994,
                  "sort_algorithm": "std::stable_sort",
                  "unpacked_addon_fields": "using_priority_queue",
                  "sort_mode": "<fixed_sort_key, additional_fields>"
                } /* filesort_summary */
              }
            ] /* steps */
          } /* join_execution */
        }
      ] /* steps */
    }

    由 Trace字段可知,全表掃描的 cost_for_plan = 9394.9 小于使用索引 cost_for_plan = 16311,故最終選擇全表掃描。

    4.常見 SQL 深入優化

    4.1.Order by與Group by優化

    # 案例1
    explain select * from employees where name = 'Lucy' and position = 'dev' order by age;

    分析:  案例1 由最左前綴法則分析出索引中間不能出現斷層,只使用了 name 索引前綴,也可以從key_len = 3n + 2 看出。age 索引列用在排序過程中,因為Extra字段里沒有 Using filesort 而是 Using index condition 。 

    MySQL索引優化的方法

    #案例2
    explain select * from employees where name = 'Lucy'  order by position;

    分析:  案例2 索引查詢使用了 name 索引前綴,但排序由于跳過了 age 所以Extra字段出現了 Using filesort 。

    #案例3
    explain select * from employees where name = 'Lucy'  order by age, position;

    MySQL索引優化的方法

    分析:  案例3 查詢時使用了 name 索引,age 和 postion 用于排序,不會出現 Using filesort

    #案例4
    explain select * from employees where name = 'Lucy'  order by position,age;

    MySQL索引優化的方法

    分析:  案例4 查詢時使用了 name 索引,age 和 postion 順序與創建索引樹不一致,出現了 Using filesort

    MySQL索引優化的方法

    #案例5
    explain
    select * from employees
    where name = 'Lucy'
    and age = 22
    order by position,age;

    MySQL索引優化的方法

    分析:  案例5 查詢時使用了 name 索引,age 和 postion 順序與創建索引樹不一致,但 name、age 為常量,MySQL 會自動優化,不會出現 Using filesort

    #案例6
    explain select * from employees where name = 'Lucy' order byage,position desc;

    MySQL索引優化的方法

    分析:  案例6 排序順序一樣,但 order by 默認升序,導致與索引的排序方式不同,出現了 Using filesort 。 MySQL8.0 以上版本有降序索引可以支持這種查詢。

    #案例7
    explain select * from employees where name = 'Lucy' or name = 'LiLei' order by age;

    MySQL索引優化的方法

     分析:  案例7 對于排序來說,多個相等條件也是范圍查詢,出現了 Using filesort 。

    #案例8
    #SQL-1
    explain select * from employees where name > 'zzz' order by name;
    #SQL-2
    explain select * from employees where name > 'a' order by name;

    MySQL索引優化的方法

      分析:  案例8 原因同前面的例子,可以使用覆蓋索引優化。

    MySQL排序總結:

    1、MySQL支持兩種方式的排序 filesort 和 indexUsing index是指MySQL掃描索引本身完成排序。Using filesort 是指MySQL掃描聚簇索引(整張表)進行排序。index效率高,filesort效率低。

    2、order by 滿足兩種情況會使用 Using index(不絕對)

    • a.order by 語句使用索引最左前列。

    • b.使用 where 子句與 order by 子句條件列組合滿足索引最左前列。

    3、盡量在索引列上完成排序,遵循最左前綴法則。

    4、如果 order by 的條件不在索引列上,就會產生Using filesort。

    5、能用覆蓋索引盡量用覆蓋索引

    6、group by 與 order by 很類似,其實質是先排序后分組(group by 底層:先執行一次 order by 再進行分組),遵照索引創建順序的最左前綴法則。對于group by的優化如果不需要排序的可以加上order by null 禁止排序。注意,where高于having能寫在where中的限定條件就不要去having限定了

    Using filesort 文件排序原理 filesort文件排序方式有:

    • 單路排序是一次性取出滿足條件行的所有字段,然后在 sort buffer 中進行排序。用trace工具得到sort_mode信息顯示< sort_key, additional_fields >或者< sort_key, packed_additional_fields >

    • 雙路排序(又叫回表排序模式) :先根據相應的條件取出相應的排序字段和可以直接定位行數據的行 ID,然后在 sort buffer 中進行排序,排序完后需要再次取回其它需要的字段。用trace工具得到sort_mode信息顯示< sort_key, rowid >

    MySQL 通過比較系統變量 max_length_for_sort_data(默認1024字節) 的大小和需要查詢的字段總大小來判斷使用哪種排序模式。

    • 字段的總長度 < max_length_for_sort_data ,使用單路排序

    • 字段的總長度 >max_length_for_sort_data ,使用雙路排序

     select * from employees where name = 'Lucy' order by position;
    "join_execution": {    --Sql執行階段
            "select#": 1,
            "steps": [
              {
                "filesort_information": [
                  {
                    "direction": "asc",
                    "table": "`employees`",
                    "field": "position"
                  }
                ] /* filesort_information */,
                "filesort_priority_queue_optimization": {
                  "usable": false,
                  "cause": "not applicable (no LIMIT)"
                } /* filesort_priority_queue_optimization */,
                "filesort_execution": [
                ] /* filesort_execution */,
                "filesort_summary": {                      --文件排序信息
                  "rows": 10000,                           --預計掃描行數
                  "examined_rows": 10000,                  --參與排序的行
                  "number_of_tmp_files": 3,                --使用臨時文件的個數,如果為0代表全部使用的sort_buffer內存排序,否則使用的磁盤文件排序
                  "sort_buffer_size": 262056,              --排序緩存的大小,單位Byte
                  "sort_mode": "<sort_key, packed_additional_fields>"       --排序方式,此處是路排序
                } /* filesort_summary */
              }
            ] /* steps */
          } /* join_execution */

    單路排序會把所有需要查詢的字段都放到 sort buffer 中排序,而雙路排序只會把主鍵和需要排序的字段放到 sort buffer 中進行排序,然后再通過主鍵回到原表查詢需要的字段。

    單路排序過程:

    • a.從索引 name 找到第一個滿足 name = 'Lucy' 條件的主鍵 id

    • b.回表根據主鍵 id 取出整行,取出所有字段的值,存入 sort_buffer 中

    • c.從索引name找到下一個滿足 name = 'Lucy' 條件的主鍵 id

    • d.重復步驟 2、3 直到不滿足 name = 'Lucy'

    • e.對 sort_buffer 中的數據按照字段 position 進行排序

    • f.返回結果

    雙路排序過程:

    • a.從索引 name 找到第一個滿足 name ='Lucy' 的主鍵 id

    • b.根據主鍵 id 取出整行,把排序字段 position 和主鍵 id 這兩個字段放到 sort buffer 中

    • c.從索引 name 取下一個滿足 name = 'Lucy' 記錄的主鍵 id

    • d.重復 3、4 直到不滿足 name = 'Lucy'

    • e.對 sort_buffer 中的字段 position 和主鍵 id 按照字段 position 進行排序

    • f.遍歷排序好的 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

    4.2.分頁查詢優化

     select * from employees limit 10000,10

    這條 SQL 語句實際查詢了 10010 條記錄,然后丟棄了前面的 10000 條記錄,所以,在 數據量很大時,執行效率是非常非常低的。一般需要對分頁查詢進行優化。 優化方法: 1.根據自增且連續的主鍵排序的分頁查詢

     select * from employees where id > 90000 limit 5;

    當一個表的主鍵連續且自增時,可以使用該方法進行優化,但如果自增不連續會造成數據丟失

    2.根據非主鍵字段排序的分頁查詢

    #優化前
    select * from employees ORDER BY name limit 90000,5;
    #優化后
    select * from employees e 
    inner join (select id from employees order by name limit 90000,5) ed 
    on e.id = ed.id;

    先通過排序和分頁操作先查出主鍵,然后根據主鍵查出對應的記錄。 

    MySQL索引優化的方法

    4.3.join關聯查詢優化

    4.3.1.數據準備
    #示例表
    # 創建t1,t2表,主鍵id,單值索引a
    CREATE TABLE `t1` (
      `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      `a` int(11) DEFAULT NULL,
      `b` int(11) DEFAULT NULL,
      PRIMARY KEY (`id`),
      KEY `idx_a` (`a`)
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
    create table t2 like t1;
    #存儲過程往t1,t2表插入數據
    DELIMITER $$
    USE `zhebase`$$
    DROP PROCEDURE IF EXISTS `batch_insert_t1`$$
    CREATE PROCEDURE `batch_insert_t1`(IN `start_number` BIGINT,IN `counts` BIGINT)
    BEGIN 
        DECLARE start_number BIGINT DEFAULT start_number;
        DECLARE stop_number BIGINT DEFAULT start_number;
        SET stop_number=start_number + counts;
        WHILE start_number < stop_number DO
            INSERT INTO t1(a,b) VALUES(start_number,start_number); 
            SET start_number=start_number+1; 
        END WHILE ; 
        COMMIT; 
    END$$
    DELIMITER ;
    DELIMITER $$
    USE `zhebase`$$
    DROP PROCEDURE IF EXISTS `batch_insert_t2`$$
    CREATE PROCEDURE `batch_insert_t2`(IN `start_number` BIGINT,IN `counts` BIGINT)
    BEGIN 
        DECLARE start_number BIGINT DEFAULT start_number;
        DECLARE stop_number BIGINT DEFAULT start_number;
        SET stop_number=start_number + counts;
        WHILE start_number < stop_number DO
            INSERT INTO t2(a,b) VALUES(start_number,start_number); 
            SET start_number=start_number+1; 
        END WHILE ; 
        COMMIT; 
    END$$
    DELIMITER ;
    #執行存儲過程往t1表插入10000條記錄,t2表插入100條記錄
    CALL batch_insert_t1(1,10000);
    CALL batch_insert_t2(1,100);
    4.3.2.MySQL 表關聯常見的兩種算法
    • 嵌套循環連接 Nested-Loop Join(NLJ) 算法

    • 基于塊的嵌套循環連接 Block Nested-Loop Join(BNL)算法

    • MySQL對于被驅動表的關聯字段沒索引的關聯查詢,一般都會使用 BNL 算法。如果有索引一般選擇 NLJ 算法,有索引的情況下 NLJ 算法比 BNL算法性能更高

    1.嵌套循環連接 Nested-Loop Join(NLJ) 算法 原理:一次一行循環地從第一張表(驅動表)中讀取行,在這行數據中取到關聯字段,根據關聯字段在另一張表(被驅動表)里取出滿足條件的行,然后取出兩張表的結果合集。

    explain select * from t1 inner join t2 on t1.a= t2.a;

    MySQL索引優化的方法

     從執行計劃可以了解的信息:

    • a.驅動表是 t2,被驅動表是 t1( inner join 時 SQL優化器會小表驅動大表,外連接則根據連接類型區分)

    • b.使用了 NLJ 算法。如果執行計劃 Extra 中未出現 Using join buffer 則表示使用的 join 算法是 NLJ

    整個過程會讀取 t2 表的所有數據(掃描100行),然后遍歷這每行數據中字段 a 的值,根據 t2 表中 a 的值索引掃描 t1 表中的對應行(掃描100次 t1 表的索引,1次掃描可以認為最終只掃描 t1 表一行完整數據,也就是總共 t1 表也掃描了100行)。因此整個過程掃描了 200 行 。

    2. 基于塊的嵌套循環連接 Block Nested-Loop Join(BNL)算法 原理:把驅動表的數據讀入到 join_buffer 中,然后掃描被驅動表,把被驅動表每一行取出來跟 join_buffer 中的數據做對比

    explain select * from t1 inner join t2 on t1.b= t2.b;

    MySQL索引優化的方法

     整個過程對表 t1 和 t2 都做了一次全表掃描,因此掃描的總行數為10000(表 t1 的數據總量) + 100(表 t2 的數據總量) = 10100。并且 join_buffer 里的數據是無序的,因此對表 t1 中的每一行,都要做 100 次判斷,所以內存中的判斷次數是 100 * 10000= 100 萬次(非掃描次數) 。 注意: join_buffer 的大小是由參數 join_buffer_size 控制,默認256k。如果 t2 放不下就會使用分段策略(先從 t2 表取出部分數據,比對完就清空 join_buffer,再重新拿出來余下的部分進行比對)。

    被驅動表的關聯字段無索引為什么要選擇使用 BNL 算法而不使用 NLJ 算法?          如第二條 SQL,如果使用 NLJ 算法掃描行數為 100 * 10000 = 100萬,這個是磁盤掃描。使用 BNL 算法僅需掃描 100100 行。

    對于表關聯 SQL 的優化

    • 盡量少關聯(在阿里規范中,關聯表不能超過三種,可以后端代碼單獨查詢,循環關聯)

    • 小表驅動大表,寫多表連接 SQL 時如果明確知道哪張表是小表可以用straight_join寫法固定連接驅動方式,節約 MySQL 優化器判斷時間.select * from t2 straight_join t1 on t2.a = t1.a; 代表指定mysql選著 t2 表作為驅動表

    • 關聯字段加索引,大表關聯字段一定要加索引,盡量使得 MySQL 在進行 join 操作時選擇NLJ算法

    • 多表連接是非常難以優化的,最好95%的場景都使用單表來完成,復雜場景交個JAVA代碼,大規模計算交給大數據工具,無需效率才考慮連接

    4.4.in和exsits優化

    原則:小表驅動大表

    # in 先執行括號里面的
    select * from A where id in (select id from B)  
    #exists 先執行括號外面的
    #select * 可以用 select 1 替換,沒有區別
    #exists 子查詢內部會進行優化,并非逐條對比
    #exists 子查詢往往也可以用 jion 來代替,何種最優需要具體問題具體分析
    select * from A where exists (select 1 from B where B.id = A.id)

    4.5.count(*)查詢優化

    注意:根據某個字段 count 不會統計字段為 null 的行

    #掃描二級索引,按行累加
    explain select count(1) from employees;
    #掃描輔助索引按行累加(輔助索引比聚簇索引小)
    explain select count(id) from employees;
    #把 name 拿到內存,不為 null 就累加
    explain select count(name) from employees;
    #不取值,按行累加
    explain select count(*) from employees;

    四條語句的效率幾乎可以忽略,效率對比如下: 字段有索引: count(* )&asymp;count(1)>count(字段)>count(主鍵 id) 段)>count(主鍵 id)  字段無索引: count(*)&asymp;count(1)>count(主鍵 id)>count(字段)

    常見優化方法:

    • 1.對于 MyISAM 存儲引擎的表做不帶 where 條件的 count 查詢性能是很高的,數據總行數直接寫在磁盤上,查詢不需要計算。innodb 存儲引擎的表則不會記錄(因為有MVCC機制)

    • 2.對與不用知道確切行的可以直接使用show table status,它是一個估值,使用該查詢效率很高

    • 3.將總數維護到 Redis 里面,插入或刪除表數據行的時候同時維護 Redis 里的表總行數 key 的計數值(用 incr 或 decr 命令),但是這種方式可能不準,很難保證表操作和Redis 操作的事務一致性。

    • 4.增加數據庫計數表,插入或刪除表數據行的時候同時維護計數表,且它們在同一個事務里操作

    5.索引設計原則

    • 1、代碼先行,索引后上,先開發完主體業務代碼,再把涉及到該表相關sql都要拿出來分析之后再建立索引。

    • 2、聯合索引盡量覆蓋條件,可以設計一個或者兩三個聯合索引(單值索引要少建),讓每一個聯合索引都盡量去包含SQL語句里的 where、order by、group by 的字段,且這些聯合索引字段順序盡量滿足 SQL查詢的最左前綴原則。

    • 3、不要在小基數字段上建立索引,無法進行快速的二分查找,不能能發揮出B+樹快速二分查找的優勢來,沒有意義

    • 4、盡量對字段類型較小的列設計索引,盡量對字段類型較小的列設計索引,比如 Tinyint 之類,字段類型較小的話,占用磁盤空間小,搜索的時性能更好。

    • 5、長字符串可以采用前綴索引,比如針對某個字段的前20個字符建立索引,即:每個值的前20個字符放入索引樹中,搜索時會先匹配前而是個字符,再回表到聚簇索引取出來完整的 name 字段值進行比較。但排序(order by 和 group by)時無法使用該索引。

    • 6、where 與 order by 沖突時優先 where,大多數情況下根據索引進行 where 篩選一般篩選出來的數據比較少,然后做排序成本會更低。

    • 7、基于慢SQL查詢做優化,可以根據監控后臺的一些慢SQL,針對這些慢 SQL 查詢做特定的索引優化(MySQL有提供,只需設置具體參數)。

    到此,關于“MySQL索引優化的方法”的學習就結束了,希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習,快去試試吧!若想繼續學習更多相關知識,請繼續關注億速云網站,小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章!

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