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1、LIMIT 語句

分頁查詢是最常用的場(chǎng)景之一，但也通常也是最容易出問題的地方。比如對(duì)于下面簡(jiǎn)單的語句，一般 DBA 想到的辦法是在 type, name, create_time 字段上加組合索引。這樣條件排序都能有效的利用到索引，性能迅速提升。 

SELECT *   
FROM   operation   
WHERE  type = 'SQLStats'   
       AND name = 'SlowLog'   
ORDER  BY create_time   
LIMIT  1000, 10;  

好吧，可能90%以上的 DBA 解決該問題就到此為止。但當(dāng) LIMIT 子句變成 “LIMIT 1000000,10” 時(shí)，程序員仍然會(huì)抱怨：我只取10條記錄為什么還是慢？

要知道數(shù)據(jù)庫也并不知道第1000000條記錄從什么地方開始，即使有索引也需要從頭計(jì)算一次。出現(xiàn)這種性能問題，多數(shù)情形下是程序員偷懶了。

在前端數(shù)據(jù)瀏覽翻頁，或者大數(shù)據(jù)分批導(dǎo)出等場(chǎng)景下，是可以將上一頁的***值當(dāng)成參數(shù)作為查詢條件的。SQL 重新設(shè)計(jì)如下： 

SELECT   *   
FROM     operation   
WHERE    type = 'SQLStats'   
AND      name = 'SlowLog'   
AND      create_time > '2017-03-16 14:00:00'   
ORDER BY create_time limit 10; 

在新設(shè)計(jì)下查詢時(shí)間基本固定，不會(huì)隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)而發(fā)生變化。

2、隱式轉(zhuǎn)換

SQL語句中查詢變量和字段定義類型不匹配是另一個(gè)常見的錯(cuò)誤。比如下面的語句： 

mysql> explain extended SELECT *   
     > FROM   my_balance b   
     > WHERE  b.bpn = 14000000123   
     >       AND b.isverified IS NULL ;  
mysql> show warnings;  
| Warning | 1739 | Cannot use ref access on index 'bpn' due to type or collation conversion on field 'bpn' 

其中字段 bpn 的定義為 varchar(20)，MySQL 的策略是將字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)字之后再比較。函數(shù)作用于表字段，索引失效。

上述情況可能是應(yīng)用程序框架自動(dòng)填入的參數(shù)，而不是程序員的原意?，F(xiàn)在應(yīng)用框架很多很繁雜，使用方便的同時(shí)也小心它可能給自己挖坑。

3、關(guān)聯(lián)更新、刪除

雖然 MySQL5.6 引入了物化特性，但需要特別注意它目前僅僅針對(duì)查詢語句的優(yōu)化。對(duì)于更新或刪除需要手工重寫成 JOIN。

比如下面 UPDATE 語句，MySQL 實(shí)際執(zhí)行的是循環(huán)/嵌套子查詢（DEPENDENT SUBQUERY)，其執(zhí)行時(shí)間可想而知。 

UPDATE operation o   
SET    status = 'applying'   
WHERE  o.id IN (SELECT id   
                FROM   (SELECT o.id,   
                               o.status   
                        FROM   operation o   
                        WHERE  o.group = 123   
                               AND o.status NOT IN ( 'done' )   
                        ORDER  BY o.parent,   
                                  o.id   
                        LIMIT  1) t);  

執(zhí)行計(jì)劃： 

+----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+  
| id | select_type        | table | type  | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | Extra                                               |  
+----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+  
| 1  | PRIMARY            | o     | index |               | PRIMARY | 8       |       | 24   | Using where; Using temporary                        |  
| 2  | DEPENDENT SUBQUERY |       |       |               |         |         |       |      | Impossible WHERE noticed after reading const tables |  
| 3  | DERIVED            | o     | ref   | idx_2,idx_5   | idx_5   | 8       | const | 1    | Using where; Using filesort                         |  
+----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+ 

重寫為 JOIN 之后，子查詢的選擇模式從 DEPENDENT SUBQUERY 變成 DERIVED，執(zhí)行速度大大加快，從7秒降低到2毫秒。 

UPDATE operation o   
       JOIN  (SELECT o.id,   
                            o.status   
                     FROM   operation o   
                     WHERE  o.group = 123   
                            AND o.status NOT IN ( 'done' )   
                     ORDER  BY o.parent,   
                               o.id   
                     LIMIT  1) t  
         ON o.id = t.id   
SET    status = 'applying'  

執(zhí)行計(jì)劃簡(jiǎn)化為： 

+----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+  
| id | select_type | table | type | possible_keys | key   | key_len | ref   | rows | Extra                                               |  
+----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+  
| 1  | PRIMARY     |       |      |               |       |         |       |      | Impossible WHERE noticed after reading const tables |  
| 2  | DERIVED     | o     | ref  | idx_2,idx_5   | idx_5 | 8       | const | 1    | Using where; Using filesort                         |  
+----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+ 

4、混合排序

MySQL 不能利用索引進(jìn)行混合排序。但在某些場(chǎng)景，還是有機(jī)會(huì)使用特殊方法提升性能的。 

SELECT *   
FROM   my_order o   
       INNER JOIN my_appraise a ON a.orderid = o.id   
ORDER  BY a.is_reply ASC,   
          a.appraise_time DESC   
LIMIT  0, 20  

執(zhí)行計(jì)劃顯示為全表掃描： 

+----+-------------+-------+--------+-------------+---------+---------+---------------+---------+-+  
| id | select_type | table | type   | possible_keys     | key     | key_len | ref      | rows    | Extra      
+----+-------------+-------+--------+-------------+---------+---------+---------------+---------+-+  
|  1 | SIMPLE      | a     | ALL    | idx_orderid | NULL    | NULL    | NULL    | 1967647 | Using filesort |  
|  1 | SIMPLE      | o     | eq_ref | PRIMARY     | PRIMARY | 122     | a.orderid |       1 | NULL           |  
+----+-------------+-------+--------+---------+---------+---------+-----------------+---------+-+ 

由于 is_reply 只有0和1兩種狀態(tài)，我們按照下面的方法重寫后，執(zhí)行時(shí)間從1.58秒降低到2毫秒。 

SELECT *   
FROM   ((SELECT *  
         FROM   my_order o   
                INNER JOIN my_appraise a   
                        ON a.orderid = o.id   
                           AND is_reply = 0   
         ORDER  BY appraise_time DESC   
         LIMIT  0, 20)   
        UNION ALL   
        (SELECT *  
         FROM   my_order o   
                INNER JOIN my_appraise a   
                        ON a.orderid = o.id   
                           AND is_reply = 1   
         ORDER  BY appraise_time DESC   
         LIMIT  0, 20)) t   
ORDER  BY  is_reply ASC,   
          appraisetime DESC   
LIMIT  20;  

5、EXISTS語句

MySQL 對(duì)待 EXISTS 子句時(shí)，仍然采用嵌套子查詢的執(zhí)行方式。如下面的 SQL 語句： 

SELECT *  
FROM   my_neighbor n   
       LEFT JOIN my_neighbor_apply sra   
              ON n.id = sra.neighbor_id   
                 AND sra.user_id = 'xxx'   
WHERE  n.topic_status < 4   
       AND EXISTS(SELECT 1   
                  FROM   message_info m   
                  WHERE  n.id = m.neighbor_id   
                         AND m.inuser = 'xxx')   
       AND n.topic_type <> 5  

執(zhí)行計(jì)劃為： 

+----+--------------------+-------+------+-----+------------------------------------------+---------+-------+---------+ -----+  
| id | select_type        | table | type | possible_keys     | key   | key_len | ref   | rows    | Extra   |  
+----+--------------------+-------+------+ -----+------------------------------------------+---------+-------+---------+ -----+  
|  1 | PRIMARY            | n     | ALL  |  | NULL     | NULL    | NULL  | 1086041 | Using where                   |  
|  1 | PRIMARY            | sra   | ref  |  | idx_user_id | 123     | const |       1 | Using where          |  
|  2 | DEPENDENT SUBQUERY | m     | ref  |  | idx_message_info   | 122     | const |       1 | Using index condition; Using where |  
+----+--------------------+-------+------+ -----+------------------------------------------+---------+-------+---------+ -----+ 

去掉 exists 更改為 join，能夠避免嵌套子查詢，將執(zhí)行時(shí)間從1.93秒降低為1毫秒。 

SELECT *  
FROM   my_neighbor n   
       INNER JOIN message_info m   
               ON n.id = m.neighbor_id   
                  AND m.inuser = 'xxx'   
       LEFT JOIN my_neighbor_apply sra   
              ON n.id = sra.neighbor_id   
                 AND sra.user_id = 'xxx'   
WHERE  n.topic_status < 4   
       AND n.topic_type <> 5  

新的執(zhí)行計(jì)劃： 

+----+-------------+-------+--------+ -----+------------------------------------------+---------+ -----+------+ -----+  
| id | select_type | table | type   | possible_keys     | key       | key_len | ref   | rows | Extra                 |  
+----+-------------+-------+--------+ -----+------------------------------------------+---------+ -----+------+ -----+  
|  1 | SIMPLE      | m     | ref    | | idx_message_info   | 122     | const    |    1 | Using index condition |  
|  1 | SIMPLE      | n     | eq_ref | | PRIMARY   | 122     | ighbor_id |    1 | Using where      |  
|  1 | SIMPLE      | sra   | ref    | | idx_user_id | 123     | const     |    1 | Using where           |  
+----+-------------+-------+--------+ -----+------------------------------------------+---------+ -----+------+ -----+ 

6、條件下推

外部查詢條件不能夠下推到復(fù)雜的視圖或子查詢的情況有：

•  聚合子查詢；
•  含有 LIMIT 的子查詢；
•  UNION 或 UNION ALL 子查詢；
•  輸出字段中的子查詢；

如下面的語句，從執(zhí)行計(jì)劃可以看出其條件作用于聚合子查詢之后： 

SELECT *   
FROM   (SELECT target,   
               Count(*)   
        FROM   operation   
        GROUP  BY target) t   
WHERE  target = 'rm-xxxx'   

+----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+  
| id | select_type | table      | type  | possible_keys | key         | key_len | ref   | rows | Extra       |  
+----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+  
|  1 | PRIMARY     | <derived2> | ref   | <auto_key0>   | <auto_key0> | 514     | const |    2 | Using where |  
|  2 | DERIVED     | operation  | index | idx_4         | idx_4       | 519     | NULL  |   20 | Using index |  
+----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+ 

確定從語義上查詢條件可以直接下推后，重寫如下： 

SELECT target,   
       Count(*)   
FROM   operation   
WHERE  target = 'rm-xxxx'   
GROUP  BY target 

執(zhí)行計(jì)劃變?yōu)椋?nbsp;

+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+  
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |  
+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+  
| 1 | SIMPLE | operation | ref | idx_4 | idx_4 | 514 | const | 1 | Using where; Using index |  
+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+ 

關(guān)于 MySQL 外部條件不能下推的詳細(xì)解釋說明請(qǐng)參考文章：

http://mysql.taobao.org/monthly/2016/07/08

7、提前縮小范圍

先上初始 SQL 語句： 

SELECT *   
FROM   my_order o   
       LEFT JOIN my_userinfo u   
              ON o.uid = u.uid  
       LEFT JOIN my_productinfo p   
              ON o.pid = p.pid   
WHERE  ( o.display = 0 )   
       AND ( o.ostaus = 1 )   
ORDER  BY o.selltime DESC   
LIMIT  0, 15  

該SQL語句原意是：先做一系列的左連接，然后排序取前15條記錄。從執(zhí)行計(jì)劃也可以看出，***一步估算排序記錄數(shù)為90萬，時(shí)間消耗為12秒。 

+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+  
| id | select_type | table | type   | possible_keys | key     | key_len | ref             | rows   | Extra                                              |  
+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+  
|  1 | SIMPLE      | o     | ALL    | NULL          | NULL    | NULL    | NULL            | 909119 | Using where; Using temporary; Using filesort       |  
|  1 | SIMPLE      | u     | eq_ref | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | o.uid |      1 | NULL                                               |  
|  1 | SIMPLE      | p     | ALL    | PRIMARY       | NULL    | NULL    | NULL            |      6 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |  
+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+ 

由于*** WHERE 條件以及排序均針對(duì)最左主表，因此可以先對(duì) my_order 排序提前縮小數(shù)據(jù)量再做左連接。SQL 重寫后如下，執(zhí)行時(shí)間縮小為1毫秒左右。 

SELECT *   
FROM (  
SELECT *   
FROM   my_order o   
WHERE  ( o.display = 0 )   
       AND ( o.ostaus = 1 )   
ORDER  BY o.selltime DESC   
LIMIT  0, 15  
) o   
     LEFT JOIN my_userinfo u   
              ON o.uid = u.uid   
     LEFT JOIN my_productinfo p   
              ON o.pid = p.pid   
ORDER BY  o.selltime DESC  
limit 0, 15 

再檢查執(zhí)行計(jì)劃：子查詢物化后（select_type=DERIVED)參與 JOIN。雖然估算行掃描仍然為90萬，但是利用了索引以及 LIMIT 子句后，實(shí)際執(zhí)行時(shí)間變得很小。 

+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+  
| id | select_type | table      | type   | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows   | Extra                                              |  
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+  
|  1 | PRIMARY     | <derived2> | ALL    | NULL          | NULL    | NULL    | NULL  |     15 | Using temporary; Using filesort                    |  
|  1 | PRIMARY     | u          | eq_ref | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | o.uid |      1 | NULL                                               |  
|  1 | PRIMARY     | p          | ALL    | PRIMARY       | NULL    | NULL    | NULL  |      6 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |  
|  2 | DERIVED     | o          | index  | NULL          | idx_1   | 5       | NULL  | 909112 | Using where                                        |  
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+ 

8、中間結(jié)果集下推

再來看下面這個(gè)已經(jīng)初步優(yōu)化過的例子(左連接中的主表優(yōu)先作用查詢條件)： 

SELECT    a.*,   
          c.allocated   
FROM      (   
              SELECT   resourceid   
              FROM     my_distribute d   
                   WHERE    isdelete = 0   
                   AND      cusmanagercode = '1234567'   
                   ORDER BY salecode limit 20) a   
LEFT JOIN   
          (   
              SELECT   resourcesid， sum(ifnull(allocation, 0) * 12345) allocated   
              FROM     my_resources   
                   GROUP BY resourcesid) c   
ON        a.resourceid = c.resourcesid 

那么該語句還存在其它問題嗎？不難看出子查詢 c 是全表聚合查詢，在表數(shù)量特別大的情況下會(huì)導(dǎo)致整個(gè)語句的性能下降。

其實(shí)對(duì)于子查詢 c，左連接***結(jié)果集只關(guān)心能和主表 resourceid 能匹配的數(shù)據(jù)。因此我們可以重寫語句如下，執(zhí)行時(shí)間從原來的2秒下降到2毫秒。 

SELECT    a.*,   
          c.allocated   
FROM      (   
                   SELECT   resourceid   
                   FROM     my_distribute d   
                   WHERE    isdelete = 0   
                   AND      cusmanagercode = '1234567'   
                   ORDER BY salecode limit 20) a   
LEFT JOIN   
          (   
                   SELECT   resourcesid， sum(ifnull(allocation, 0) * 12345) allocated   
                   FROM     my_resources r,   
                            (   
                                     SELECT   resourceid   
                                     FROM     my_distribute d   
                                     WHERE    isdelete = 0   
                                     AND      cusmanagercode = '1234567'   
                                     ORDER BY salecode limit 20) a   
                   WHERE    r.resourcesid = a.resourcesid   
                   GROUP BY resourcesid) c   
ON        a.resourceid = c.resourcesid 

但是子查詢 a 在我們的SQL語句中出現(xiàn)了多次。這種寫法不僅存在額外的開銷，還使得整個(gè)語句顯的繁雜。使用 WITH 語句再次重寫： 

WITH a AS   
(   
         SELECT   resourceid   
         FROM     my_distribute d   
         WHERE    isdelete = 0   
         AND      cusmanagercode = '1234567'   
         ORDER BY salecode limit 20)  
SELECT    a.*,   
          c.allocated   
FROM      a   
LEFT JOIN   
          (   
                   SELECT   resourcesid， sum(ifnull(allocation, 0) * 12345) allocated   
                   FROM     my_resources r,   
                            a   
                   WHERE    r.resourcesid = a.resourcesid   
                   GROUP BY resourcesid) c   
ON        a.resourceid = c.resourcesid 

總結(jié)

數(shù)據(jù)庫編譯器產(chǎn)生執(zhí)行計(jì)劃，決定著SQL的實(shí)際執(zhí)行方式。但是編譯器只是盡力服務(wù)，所有數(shù)據(jù)庫的編譯器都不是盡善盡美的。

上述提到的多數(shù)場(chǎng)景，在其它數(shù)據(jù)庫中也存在性能問題。了解數(shù)據(jù)庫編譯器的特性，才能避規(guī)其短處，寫出高性能的SQL語句。

程序員在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型以及編寫SQL語句時(shí)，要把算法的思想或意識(shí)帶進(jìn)來。

編寫復(fù)雜SQL語句要養(yǎng)成使用 WITH 語句的習(xí)慣。簡(jiǎn)潔且思路清晰的SQL語句也能減小數(shù)據(jù)庫的負(fù)擔(dān) 。