把 SQL 執行效率提高了 10,000,000 倍

場景

我用的數據庫是mysql5.6,下面簡單的介紹下場景

課程表:

create table Course(
c_id int PRIMARY KEY,
name varchar(10)
)

數據100條


學生表:

create table Student(
id int PRIMARY KEY,
name varchar(10)
)


數據70000條


學生成績表SC

CREATE table SC(
sc_id int PRIMARY KEY,
s_id int,
c_id int,
score int
)


數據70w條


查詢目的:查找語文考100分的考生

查詢語句:

select s.* from Student s where s.s_id in (select s_id from SC sc where sc.c_id = 0 and sc.score = 100 )

執行時間:30248.271s


暈,為什麼這麼慢,先來查看下查詢計劃:

EXPLAIN select s.* from Student
s where s.s_id in(select s_id from SC sc where sc.c_id = 0 and sc.score = 100)
把 SQL 執行效率提高了 10,000,000 倍


發現沒有用到索引,type全是ALL,那麼首先想到的就是建立一個索引,建立索引的字段當然是在where條件的字段。


先給sc表的c_id和score建個索引

CREATE index sc_c_id_index on SC(c_id);


CREATE index sc_score_index on SC(score);


再次執行上述查詢語句,時間為: 1.054s

快了3w多倍,大大縮短了查詢時間,看來索引能極大程度的提高查詢效率,建索引很有必要。很多時候都忘記建索引了,數據量小的的時候壓根沒感覺,這優化的感覺挺爽。


但是1s的時間還是太長了,還能進行優化嗎,仔細看執行計劃:

把 SQL 執行效率提高了 10,000,000 倍


SELECT `YSB`.`s`.`s_id` AS `s_id`, `YSB`.`s`.`name` AS `name`FROM `YSB`.`Student` `s`WHERE < in_optimizer > ( `YSB`.`s`.`s_id` ,< EXISTS > ( SELECT FROM `YSB`.`SC` `sc` WHERE ( (`YSB`.`sc`.`c_id` = 0) AND (`YSB`.`sc`.`score` = 100) AND ( < CACHE > (`YSB`.`s`.`s_id`) = `YSB`.`sc`.`s_id` ) ) ) )


補充:這裡有朋友問怎麼查看優化後的語句,方法如下:

在命令窗口執行

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有type=all

按照我之前的想法,該sql的執行的順序應該是先執行子查詢

select s_id from SC sc where sc.c_id = 0 and sc.score = 100

耗時:0.001s

得到如下結果:

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然後再執行

select s.* from Student s where s.s_id in(7,29,5000)

耗時:0.001s

這樣就是相當快了啊,Mysql竟然不是先執行裡層的查詢,而是將sql優化成了exists子句,並出現了EPENDENT SUBQUERY,mysql是先執行外層查詢,再執行裡層的查詢,這樣就要循環70007*8次。

那麼改用連接查詢呢?

SELECT s.* from 
Student s
INNER JOIN SC sc
on sc.s_id = s.s_id
where sc.c_id=0 and sc.score=100

這裡為了重新分析連接查詢的情況,先暫時刪除索引sc_c_id_index,sc_score_index


執行時間是:0.057s


效率有所提高,看看執行計劃:

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這裡有連表的情況出現,我猜想是不是要給sc表的s_id建立個索引


CREATE index sc_s_id_index on SC(s_id);

show index from SC

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在執行連接查詢

時間: 1.076s,竟然時間還變長了,什麼原因?查看執行計劃:

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優化後的查詢語句為:

SELECT `YSB`.`s`.`s_id` AS `s_id`, `YSB`.`s`.`name` AS `name`FROM `YSB`.`Student` `s`JOIN `YSB`.`SC` `sc`WHERE ( ( `YSB`.`sc`.`s_id` = `YSB`.`s`.`s_id` ) AND (`YSB`.`sc`.`score` = 100) AND (`YSB`.`sc`.`c_id` = 0) )

貌似是先做的連接查詢,再進行的where條件過濾

回到前面的執行計劃:

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這裡是先做的where條件過濾,再做連表,執行計劃還不是固定的,那麼我們先看下標準的sql執行順序:

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正常情況下是先join再進行where過濾,但是我們這裡的情況,如果先join,將會有70w條數據發送join做操,因此先執行where過濾是明智方案


現在為了排除mysql的查詢優化,我自己寫一條優化後的sql

SELECT s.*FROM ( SELECT * FROM SC sc WHERE sc.c_id = 0 AND sc.score = 100 ) tINNER JOIN Student s ON t.s_id = s.s_id

即先執行sc表的過濾,再進行表連接,執行時間為:0.054s


和之前沒有建s_id索引的時間差不多,查看執行計劃:

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先提取sc再連表,這樣效率就高多了,現在的問題是提取sc的時候出現了掃描表,那麼現在可以明確需要建立相關索引


CREATE index sc_c_id_index on SC(c_id);CREATE index sc_score_index on SC(score);

再執行查詢:

SELECT s.*FROM ( SELECT * FROM SC sc WHERE sc.c_id = 0 AND sc.score = 100 ) tINNER JOIN Student s ON t.s_id = s.s_id

執行時間為:0.001s,這個時間相當靠譜,快了50倍


執行計劃:

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我們會看到,先提取sc,再連表,都用到了索引。

那麼再來執行下sql

SELECT s.* 
from

Student
s
INNER JOIN SC sc
on sc.s_id = s.s_id
where
sc.c_id=
0

and
sc.score=
100

執行時間0.001s


執行計劃:

把 SQL 執行效率提高了 10,000,000 倍

這裡是mysql進行了查詢語句優化,先執行了where過濾,再執行連接操作,且都用到了索引。


最近又重新導入一些生產數據,經測試發現,前幾天優化完的sql執行效率又變低了


調整內容為SC表的數據增長到300W,學生分數更為離散。


先回顧下:

show index from SC

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執行sql

SELECT s.* 
from

Student
s
INNER JOIN SC sc
on sc.s_id = s.s_id
where
sc.c_id=
81

and
sc.score=
84

執行時間:0.061s,這個時間稍微慢了點


執行計劃:

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這裡用到了intersect並集操作,即兩個索引同時檢索的結果再求並集,再看字段score和c_id的區分度,單從一個字段看,區分度都不是很大,從SC表檢索,c_id=81檢索的結果是70001,score=84的結果是39425。


而c_id=81 and score=84 的結果是897,即這兩個字段聯合起來的區分度是比較高的,因此建立聯合索引查詢效率將會更高。


從另外一個角度看,該表的數據是300w,以後會更多,就索引存儲而言,都是不小的數目,隨著數據量的增加,索引就不能全部加載到內存,而是要從磁盤去讀取,這樣索引的個數越多,讀磁盤的開銷就越大。


因此根據具體業務情況建立多列的聯合索引是必要的,那麼我們來試試吧。


alter table SC drop index sc_c_id_index;alter table SC drop index sc_score_index;create index sc_c_id_score_index on SC(c_id,score);


執行上述查詢語句,消耗時間為:0.007s,這個速度還是可以接收的

執行計劃:

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該語句的優化暫時告一段落

總結

  1. mysql嵌套子查詢效率確實比較低
  2. 可以將其優化成連接查詢
  3. 連接表時,可以先用where條件對錶進行過濾,然後做表連接(雖然mysql會對連表語句做優化)
  4. 建立合適的索引,必要時建立多列聯合索引
  5. 學會分析sql執行計劃,mysql會對sql進行優化,所以分析執行計劃很重要


索引優化

上面講到子查詢的優化,以及如何建立索引,而且在多個字段索引時,分別對字段建立了單個索引。


後面發現其實建立聯合索引效率會更高,尤其是在數據量較大,單個列區分度不高的情況下。

單列索引

查詢語句如下:

select * from user_test_copy where sex = 2 and type = 2 and age = 10 


索引:

CREATE index user_test_index_sex on user_test_copy(sex);
CREATE index user_test_index_type on user_test_copy(type);
CREATE index user_test_index_age on user_test_copy(age);


分別對sex,type,age字段做了索引,數據量為300w,查詢時間:0.415s

執行計劃:

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發現type=index_merge

這是mysql對多個單列索引的優化,對結果集採用intersect並集操作

多列索引

我們可以在這3個列上建立多列索引,將表copy一份以便做測試

create index user_test_index_sex_type_age on user_test(sex,type,age);


查詢語句:

select * from user_test where sex = 2 and type = 2 and age = 10
執行時間:0.032s,快了10多倍,且多列索引的區分度越高,提高的速度也越多


執行計劃:

把 SQL 執行效率提高了 10,000,000 倍


最左前綴

多列索引還有最左前綴的特性,執行一下語句:

select * from user_test where sex = 2select * from user_test where sex = 2 and type = 2select * from user_test where sex = 2 and age = 10


都會使用到索引,即索引的第一個字段sex要出現在where條件中

索引覆蓋

就是查詢的列都建立了索引,這樣在獲取結果集的時候不用再去磁盤獲取其它列的數據,直接返回索引數據即可,如:

select sex,type,age from user_test where sex = 2 and type = 2 and age = 10


執行時間:0.003s ,要比取所有字段快的多

排序

select * from user_test where sex = 2 and type = 2 ORDER BY user_name 


時間:0.139s

在排序字段上建立索引會提高排序的效率

create index user_name_index on user_test(user_name)


最後附上一些sql調優的總結,以後有時間再深入研究:

  1. 列類型儘量定義成數值類型,且長度儘可能短,如主鍵和外鍵,類型字段等等
  2. 建立單列索引
  3. 根據需要建立多列聯合索引
  • 當單個列過濾之後還有很多數據,那麼索引的效率將會比較低,即列的區分度較低
  • 如果在多個列上建立索引,那麼多個列的區分度就大多了,將會有顯著的效率提高。

  1. 根據業務場景建立覆蓋索引只查詢業務需要的字段,如果這些字段被索引覆蓋,將極大的提高查詢效率
  2. 多表連接的字段上需要建立索引,這樣可以極大提高表連接的效率
  3. where條件字段上需要建立索引
  4. 排序字段上需要建立索引
  5. 分組字段上需要建立索引
  6. Where條件上不要使用運算函數,以免索引失效

來源:http://www.cnblogs.com/tangyanbo/p/4462734.html

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