1、LIMIT 語(yǔ)句

分頁(yè)查詢(xún)是最常用的場(chǎng)景之一，但也通常也是最容易出問(wèn)題的地方。比如對(duì)于下面簡(jiǎn)單的語(yǔ)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(wèn)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(kù)也并不知道第1000000條記錄從什么地方開(kāi)始，即使有索引也需要從頭計(jì)算一次。出現(xiàn)這種性能問(wèn)題，多數(shù)情形下是程序員偷懶了。

[[277445]]

在前端數(shù)據(jù)瀏覽翻頁(yè)，或者大數(shù)據(jù)分批導(dǎo)出等場(chǎng)景下，是可以將上一頁(yè)的最大值當(dāng)成參數(shù)作為查詢(xún)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(xún)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(yǔ)句中查詢(xún)變量和字段定義類(lèi)型不匹配是另一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤。比如下面的語(yǔ)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(xún)語(yǔ)句的優(yōu)化。對(duì)于更新或刪除需要手工重寫(xiě)成 JOIN。

比如下面 UPDATE 語(yǔ)句，MySQL 實(shí)際執(zhí)行的是循環(huán)/嵌套子查詢(xún)(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(xiě)為 JOIN 之后，子查詢(xún)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(xiě)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(yǔ)句

MySQL 對(duì)待 EXISTS 子句時(shí)，仍然采用嵌套子查詢(xún)的執(zhí)行方式。如下面的 SQL 語(yǔ)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(xún)，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(xún)條件不能夠下推到復(fù)雜的視圖或子查詢(xún)的情況有：

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

如下面的語(yǔ)句，從執(zhí)行計(jì)劃可以看出其條件作用于聚合子查詢(xún)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(yǔ)義上查詢(xún)條件可以直接下推后，重寫(xiě)如下：

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

執(zhí)行計(jì)劃變?yōu)椋?/p>

+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+ 
| 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 | 
+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+ 

7、提前縮小范圍

先上初始 SQL 語(yǔ)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(yǔ)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，最后一步估算排序記錄數(shù)為90萬(wàn)，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) | 
+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+ 

由于最后 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(xiě)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(xún)物化后(select_type=DERIVED)參與 JOIN。雖然估算行掃描仍然為90萬(wàn)，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(lái)看下面這個(gè)已經(jīng)初步優(yōu)化過(guò)的例子(左連接中的主表優(yōu)先作用查詢(xún)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(yǔ)句還存在其它問(wèn)題嗎?不難看出子查詢(xún) c 是全表聚合查詢(xún)，在表數(shù)量特別大的情況下會(huì)導(dǎo)致整個(gè)語(yǔ)句的性能下降。

其實(shí)對(duì)于子查詢(xún) c，左連接最后結(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(xiě)語(yǔ)句如下，執(zhí)行時(shí)間從原來(lái)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(xún) a 在我們的SQL語(yǔ)句中出現(xiàn)了多次。這種寫(xiě)法不僅存在額外的開(kāi)銷(xiāo)，還使得整個(gè)語(yǔ)句顯的繁雜。使用 WITH 語(yǔ)句再次重寫(xiě)：

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(kù)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(kù)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(kù)中也存在性能問(wèn)題。了解數(shù)據(jù)庫(kù)編譯器的特性，才能避規(guī)其短處，寫(xiě)出高性能的SQL語(yǔ)句。

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

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