资讯详情

mysql高级篇二:优化SQL步骤

文章目录

      • 查看SQL执行频率
      • 定位低效执行SQL
      • explain分析实施计划
        • 环境准备
        • explain 之 id
        • explain 之 select_type
        • explain 之 table
        • explain 之 type
        • explain 之 key
        • explain 之 rows
        • explain 之 extra
      • show profile分析SQL
      • trace分析优化器执行计划

在应用开发过程中,由于初始数据量小,开发人员写作 SQL 句子更注重功能的实现,但当应用系统正式启动时,随着生产数据的快速增长,许多 SQL 语句开始逐渐暴露性能问题,对生产的影响也越来越大。此时,这些问题 SQL 语句是整个系统性能的瓶颈,所以我们必须优化它们,本章将详细介绍 MySQL 中优化 SQL 句子的方法。

面对一个 SQL 在性能问题数据库中,我们应该从哪里开始进行系统的分析,以便尽快定位问题 SQL 并尽快解决问题。

查看SQL执行频率

MySQL 客户端连接成功后,通过 show [session|global] status 提供服务器状态信息的命令。show [session|global] status 可根据需要添加参数session”或者“global”来显示 session 统计结果和等级(当前连接) global 统计结果(自数据库上次启动以来)。如果不写,默认使用参数是“session”。

下面的命令显示了当前的命令 session 所有统计参数的值:

show status like 'Com_______'; 

在这里插入图片描述

show status like 'Innodb_rows_%'; 

Com_xxx 表示每个 xxx 我们通常关心以下统计参数来执行句子的次数。

参数 含义
Com_select 执行 select 操作次数,一次查询只累积 1。
Com_insert 执行 INSERT 操作次数,批量插入 INSERT 操作,只累加一次。
Com_update 执行 UPDATE 操作次数。
Com_delete 执行 DELETE 操作次数。
Innodb_rows_read select 查询返回行数。
Innodb_rows_inserted 执行 INSERT 操作插入的行数。
Innodb_rows_updated 执行 UPDATE 操作更新行数。
Innodb_rows_deleted 执行 DELETE 操作删除的行数。
Connections 试图连接 MySQL 服务器的数量。
Uptime 服务器工作时间。
Slow_queries 查询次数慢。

Com_*** : 所有存储引擎的表操作都会积累这些参数。

Innodb_*** : 只针对这些参数InnoDB 存储引擎的累加算法略有不同。

定位低效执行SQL

以下两种方下两种方式定位执行效率的方法 SQL 语句。

1) id列,用户登录mysql时间,系统分配"connection_id",函数可以使用connection_id()查看  2) user列,显示当前用户。如果不是root,该命令仅显示用户权限范围sql语句  3) host列,显示这个句子是从哪个ip哪个端口可以用来跟踪有问题句子的用户  4) db列,显示目前连接哪个数据库的过程  5) command列,显示当前连接的执行命令,一般值为休眠(sleep),查询(query),连接(connect)等  6) time列,显示这种状态的持续时间,单位是秒  7) state列显示使用当前连接的列sql语句状态,非常重要的列。state描述句子执行中的某种状态。state描述句子执行中的某种状态。sql以查询为例,语句可能需要通过copying to tmp table、sorting result、sending data等状态才能完成  8) info列,显示这个sql句子是判断问题句子的重要依据 

explain分析执行计划

通过以上步骤查询低效率 SQL 句子后,可以通过 EXPLAIN或者 DESC命令获取 MySQL如何执行 SELECT 语句信息,包括在内 SELECT 如何连接和连接语句执行过程中表中的顺序

查询SQL句子执行计划 :

explain select * from tb_item where id = 1; /pre> 
  

explain  select * from tb_item where title = '阿尔卡特 (OT-979) 冰川白 联通3G手机3';

字段 含义
id select查询的序列号,是一组数字,表示的是查询中执行select子句或者是操作表的顺序。
select_type 表示 SELECT 的类型,常见的取值有 SIMPLE(简单表,即不使用表连接或者子查询)、PRIMARY(主查询,即外层的查询)、UNION(UNION 中的第二个或者后面的查询语句)、SUBQUERY(子查询中的第一个 SELECT)等
table 输出结果集的表
type 表示表的连接类型,性能由好到差的连接类型为( system —> const -----> eq_ref ------> ref -------> ref_or_null----> index_merge —> index_subquery -----> range -----> index ------> all )
possible_keys 表示查询时,可能使用的索引
key 表示实际使用的索引
key_len 索引字段的长度
rows 扫描行的数量
extra 执行情况的说明和描述

环境准备

CREATE TABLE `t_role` (
  `id` varchar(32) NOT NULL,
  `role_name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `role_code` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `description` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `unique_role_name` (`role_name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;


CREATE TABLE `t_user` (
  `id` varchar(32) NOT NULL,
  `username` varchar(45) NOT NULL,
  `password` varchar(96) NOT NULL,
  `name` varchar(45) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `unique_user_username` (`username`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;


CREATE TABLE `user_role` (
  `id` int(11) NOT NULL auto_increment ,
  `user_id` varchar(32) DEFAULT NULL,
  `role_id` varchar(32) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `fk_ur_user_id` (`user_id`),
  KEY `fk_ur_role_id` (`role_id`),
  CONSTRAINT `fk_ur_role_id` FOREIGN KEY (`role_id`) REFERENCES `t_role` (`id`) ON DELETE NO ACTION ON UPDATE NO ACTION,
  CONSTRAINT `fk_ur_user_id` FOREIGN KEY (`user_id`) REFERENCES `t_user` (`id`) ON DELETE NO ACTION ON UPDATE NO ACTION
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;




insert into `t_user` (`id`, `username`, `password`, `name`) values('1','super','$2a$10$TJ4TmCdK.X4wv/tCqHW14.w70U3CC33CeVncD3SLmyMXMknstqKRe','超级管理员');
insert into `t_user` (`id`, `username`, `password`, `name`) values('2','admin','$2a$10$TJ4TmCdK.X4wv/tCqHW14.w70U3CC33CeVncD3SLmyMXMknstqKRe','系统管理员');
insert into `t_user` (`id`, `username`, `password`, `name`) values('3','itcast','$2a$10$8qmaHgUFUAmPR5pOuWhYWOr291WJYjHelUlYn07k5ELF8ZCrW0Cui','test02');
insert into `t_user` (`id`, `username`, `password`, `name`) values('4','stu1','$2a$10$pLtt2KDAFpwTWLjNsmTEi.oU1yOZyIn9XkziK/y/spH5rftCpUMZa','学生1');
insert into `t_user` (`id`, `username`, `password`, `name`) values('5','stu2','$2a$10$nxPKkYSez7uz2YQYUnwhR.z57km3yqKn3Hr/p1FR6ZKgc18u.Tvqm','学生2');
insert into `t_user` (`id`, `username`, `password`, `name`) values('6','t1','$2a$10$TJ4TmCdK.X4wv/tCqHW14.w70U3CC33CeVncD3SLmyMXMknstqKRe','老师1');



INSERT INTO `t_role` (`id`, `role_name`, `role_code`, `description`) VALUES('5','学生','student','学生');
INSERT INTO `t_role` (`id`, `role_name`, `role_code`, `description`) VALUES('7','老师','teacher','老师');
INSERT INTO `t_role` (`id`, `role_name`, `role_code`, `description`) VALUES('8','教学管理员','teachmanager','教学管理员');
INSERT INTO `t_role` (`id`, `role_name`, `role_code`, `description`) VALUES('9','管理员','admin','管理员');
INSERT INTO `t_role` (`id`, `role_name`, `role_code`, `description`) VALUES('10','超级管理员','super','超级管理员');


INSERT INTO user_role(id,user_id,role_id) VALUES(NULL, '1', '5'),(NULL, '1', '7'),(NULL, '2', '8'),(NULL, '3', '9'),(NULL, '4', '8'),(NULL, '5', '10') ;

explain 之 id

id 字段是 select查询的序列号,是一组数字,表示的是查询中执行select子句或者是操作表的顺序。id 情况有三种 :

1) id 相同表示加载表的顺序是从上到下。

explain select * from t_role r, t_user u, user_role ur where r.id = ur.role_id and u.id = ur.user_id ;

2) id 不同id值越大,优先级越高,越先被执行。

EXPLAIN SELECT * FROM t_role WHERE id = (SELECT role_id FROM user_role WHERE user_id = (SELECT id FROM t_user WHERE username = 'stu1'));

3) id 有相同,也有不同,同时存在。id相同的可以认为是一组,从上往下顺序执行;在所有的组中,id的值越大,优先级越高,越先执行。

EXPLAIN SELECT * FROM t_role r , (SELECT * FROM user_role ur WHERE ur.`user_id` = '2') a WHERE r.id = a.role_id ; 

explain 之 select_type

表示 SELECT 的类型,常见的取值,如下表所示:从上往下效率越来越低

select_type 含义
SIMPLE 简单的select查询,查询中不包含子查询或者UNION
PRIMARY 查询中若包含任何复杂的子查询,最外层查询标记为该标识
SUBQUERY 在SELECT 或 WHERE 列表中包含了子查询
DERIVED 在FROM 列表中包含的子查询,被标记为 DERIVED(衍生) MYSQL会递归执行这些子查询,把结果放在临时表中
UNION 若第二个SELECT出现在UNION之后,则标记为UNION ; 若UNION包含在FROM子句的子查询中,外层SELECT将被标记为 : DERIVED
UNION RESULT 从UNION表获取结果的SELECT

explain 之 table

展示这一行的数据是关于哪一张表的

explain 之 type

type 显示的是访问类型,是较为重要的一个指标,可取值为:

type 含义
NULL MySQL不访问任何表,索引,直接返回结果
system 表只有一行记录(等于系统表),这是const类型的特例,一般不会出现
const 表示通过索引一次就找到了,const 用于比较primary key 或者 unique 索引。因为只匹配一行数据,所以很快。如将主键置于where列表中,MySQL 就能将该查询转换为一个常量。const于将 "主键" 或 "唯一" 索引的所有部分与常量值进行比较
eq_ref 类似ref,区别在于使用的是唯一索引,使用主键的关联查询,关联查询出的记录只有一条。常见于主键或唯一索引扫描
ref 非唯一性索引扫描,返回匹配某个单独值的所有行。本质上也是一种索引访问,返回所有匹配某个单独值的所有行(多个)
range 只检索给定返回的行,使用一个索引来选择行。 where 之后出现 between , < , > , in 等操作。
index index 与 ALL的区别为 index 类型只是遍历了索引树, 通常比ALL 快, ALL 是遍历数据文件。
all 将遍历全表以找到匹配的行

结果值从最好到最坏以此是:

NULL > system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > ALL


system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL

一般来说, 我们需要保证查询至少达到 range 级别, 最好达到ref 。

explain 之 key

possible_keys : 显示可能应用在这张表的索引, 一个或多个。 

key : 实际使用的索引, 如果为NULL, 则没有使用索引。

key_len : 表示索引中使用的字节数, 该值为索引字段最大可能长度,并非实际使用长度,在不损失精确性的前提下, 长度越短越好 。

explain 之 rows

扫描行的数量。

explain 之 extra

其他的额外的执行计划信息,在该列展示 。需要优化的前面两个,保持的是后面using index

extra 含义
using filesort 说明mysql会对数据使用一个外部的索引排序,而不是按照表内的索引顺序进行读取, 称为 “文件排序”, 效率低。
using temporary 使用了临时表保存中间结果,MySQL在对查询结果排序时使用临时表。常见于 order by 和 group by; 效率低
using index 表示相应的select操作使用了覆盖索引, 避免访问表的数据行, 效率不错。

show profile分析SQL

Mysql从5.0.37版本开始增加了对 show profiles 和 show profile 语句的支持。show profiles 能够在做SQL优化时帮助我们了解时间都耗费到哪里去了。

通过 have_profiling 参数,能够看到当前MySQL是否支持profile:

默认profiling是关闭的,可以通过set语句在Session级别开启profiling:

set profiling=1; //开启profiling 开关

通过profile,我们能够更清楚地了解SQL执行的过程。

首先,我们可以执行一系列的操作,如下图所示:

show databases;

use db01;

show tables;

select * from tb_item where id < 5;

select count(*) from tb_item;

执行完上述命令之后,再执行show profiles 指令, 来查看SQL语句执行的耗时:

通过show profile for query query_id 语句可以查看到该SQL执行过程中每个线程的状态和消耗的时间:

TIP :
	Sending data 状态表示MySQL线程开始访问数据行并把结果返回给客户端,而不仅仅是返回个客户端。由于在Sending data状态下,MySQL线程往往需要做大量的磁盘读取操作,所以经常是整个查询中耗时最长的状态。

在获取到最消耗时间的线程状态后,MySQL支持进一步选择all、cpu、block io 、context switch、page faults等明细类型类查看MySQL在使用什么资源上耗费了过高的时间。例如,选择查看CPU的耗费时间 :

字段 含义
Status sql 语句执行的状态
Duration sql 执行过程中每一个步骤的耗时
CPU_user 当前用户占有的cpu
CPU_system 系统占有的cpu

trace分析优化器执行计划

MySQL5.6提供了对SQL的跟踪trace, 通过trace文件能够进一步了解为什么优化器选择A计划, 而不是选择B计划。

打开trace , 设置格式为 JSON,并设置trace最大能够使用的内存大小,避免解析过程中因为默认内存过小而不能够完整展示。

SET optimizer_trace="enabled=on",end_markers_in_json=on;
set optimizer_trace_max_mem_size=1000000;

执行SQL语句 :

select * from tb_item where id < 4;

最后, 检查information_schema.optimizer_trace就可以知道MySQL是如何执行SQL的 :

select * from information_schema.optimizer_trace\G;
*************************** 1. row ***************************
QUERY: select * from tb_item where id < 4
TRACE: {
  "steps": [
    {
      "join_preparation": {
        "select#": 1,
        "steps": [
          {
            "expanded_query": "/* select#1 */ select `tb_item`.`id` AS `id`,`tb_item`.`title` AS `title`,`tb_item`.`price` AS `price`,`tb_item`.`num` AS `num`,`tb_item`.`categoryid` AS `categoryid`,`tb_item`.`status` AS `status`,`tb_item`.`sellerid` AS `sellerid`,`tb_item`.`createtime` AS `createtime`,`tb_item`.`updatetime` AS `updatetime` from `tb_item` where (`tb_item`.`id` < 4)"
          }
        ] /* steps */
      } /* join_preparation */
    },
    {
      "join_optimization": {
        "select#": 1,
        "steps": [
          {
            "condition_processing": {
              "condition": "WHERE",
              "original_condition": "(`tb_item`.`id` < 4)",
              "steps": [
                {
                  "transformation": "equality_propagation",
                  "resulting_condition": "(`tb_item`.`id` < 4)"
                },
                {
                  "transformation": "constant_propagation",
                  "resulting_condition": "(`tb_item`.`id` < 4)"
                },
                {
                  "transformation": "trivial_condition_removal",
                  "resulting_condition": "(`tb_item`.`id` < 4)"
                }
              ] /* steps */
            } /* condition_processing */
          },
          {
            "table_dependencies": [
              {
                "table": "`tb_item`",
                "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 */
          },
          {
            "rows_estimation": [
              {
                "table": "`tb_item`",
                "range_analysis": {
                  "table_scan": {
                    "rows": 9816098,
                    "cost": 2.04e6
                  } /* table_scan */,
                  "potential_range_indices": [
                    {
                      "index": "PRIMARY",
                      "usable": true,
                      "key_parts": [
                        "id"
                      ] /* key_parts */
                    }
                  ] /* potential_range_indices */,
                  "setup_range_conditions": [
                  ] /* setup_range_conditions */,
                  "group_index_range": {
                    "chosen": false,
                    "cause": "not_group_by_or_distinct"
                  } /* group_index_range */,
                  "analyzing_range_alternatives": {
                    "range_scan_alternatives": [
                      {
                        "index": "PRIMARY",
                        "ranges": [
                          "id < 4"
                        ] /* ranges */,
                        "index_dives_for_eq_ranges": true,
                        "rowid_ordered": true,
                        "using_mrr": false,
                        "index_only": false,
                        "rows": 3,
                        "cost": 1.6154,
                        "chosen": true
                      }
                    ] /* range_scan_alternatives */,
                    "analyzing_roworder_intersect": {
                      "usable": false,
                      "cause": "too_few_roworder_scans"
                    } /* analyzing_roworder_intersect */
                  } /* analyzing_range_alternatives */,
                  "chosen_range_access_summary": {
                    "range_access_plan": {
                      "type": "range_scan",
                      "index": "PRIMARY",
                      "rows": 3,
                      "ranges": [
                        "id < 4"
                      ] /* ranges */
                    } /* range_access_plan */,
                    "rows_for_plan": 3,
                    "cost_for_plan": 1.6154,
                    "chosen": true
                  } /* chosen_range_access_summary */
                } /* range_analysis */
              }
            ] /* rows_estimation */
          },
          {
            "considered_execution_plans": [
              {
                "plan_prefix": [
                ] /* plan_prefix */,
                "table": "`tb_item`",
                "best_access_path": {
                  "considered_access_paths": [
                    {
                      "access_type": "range",
                      "rows": 3,
                      "cost": 2.2154,
                      "chosen": true
                    }
                  ] /* considered_access_paths */
                } 
        标签: w70继电器

锐单商城拥有海量元器件数据手册IC替代型号,打造 电子元器件IC百科大全!

锐单商城 - 一站式电子元器件采购平台