一次非常有意思的 SQL 優(yōu)化經(jīng)歷：從 30248.271s 到 0.001s

場景

用的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)100條。

學(xué)生表

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

數(shù)據(jù)70000條。

學(xué)生成績表

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

數(shù)據(jù)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(zhí)行時間：30248.271s

暈，為什么這么慢，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?)

發(fā)現(xiàn)沒有用到索引，type全是ALL，那么首先想到的就是建立一個索引，建立索引的字段當(dāng)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(zhí)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(shù)據(jù)量小的的時候壓根沒感覺，這優(yōu)化的感覺挺爽。

但是1s的時間還是太長了，還能進行優(yōu)化嗎，仔細看執(zhí)行計劃：

查看優(yōu)化后的sql:

SELECT
????`YSB`.`s`.`s_id`?AS?`s_id`,??
????`YSB`.`s`.`name`?AS?`name`
FROM??
????`YSB`.`Student`?`s`
WHERE???
?????(?????
????????`YSB`.`s`.`s_id`?,?(?????
????????????SELECT??????????
????????????????1?????????
????????????FROM???????????
????????????????`YSB`.`SC`?`sc`????
????????????WHERE??????????
????????????????(??????????
??????????????????(`YSB`.`sc`.`c_id`?=?0)??????????????????
??????????????????AND?(`YSB`.`sc`.`score`?=?100)?????????????????
??????????????????AND?(????
???????????????????????(`YSB`.`s`.`s_id`)?=?`YSB`.`sc`.`s_id`???????????????????
??????????????????)????
??????????????)?????
??????)?
??)

補充：這里有網(wǎng)友問怎么查看優(yōu)化后的語句。

方法如下：

在命令窗口執(zhí)行

有type=all

按照我之前的想法，該sql的執(zhí)行的順序應(yīng)該是先執(zhí)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(jié)果：

然后再執(zhí)行

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

耗時：0.001s

這樣就是相當(dāng)快了啊，Mysql竟然不是先執(zhí)行里層的查詢，而是將sql優(yōu)化成了exists子句，并出現(xiàn)了EPENDENT SUBQUERY，

mysql是先執(zhí)行外層查詢，再執(zhí)行里層的查詢，這樣就要循環(huán)70007*8次。

那么改用連接查詢呢？

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

這里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(zhí)行時間是：0.057s

效率有所提高，看看執(zhí)行計劃：

這里有連表的情況出現(xiàn)，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

在執(zhí)行連接查詢

時間: 1.076s， 竟然時間還變長了，什么原因？查看執(zhí)行計劃：

優(yōu)化后的查詢語句為：

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(zhí)行計劃：

這里是先做的where條件過濾，再做連表，執(zhí)行計劃還不是固定的，那么我們先看下標準的sql執(zhí)行順序：

正常情況下是先join再進行where過濾，但是我們這里的情況，如果先join，將會有70w條數(shù)據(jù)發(fā)送join做操，因此先執(zhí)行where 。

過濾是明智方案，現(xiàn)在為了排除mysql的查詢優(yōu)化，我自己寫一條優(yōu)化后的sql 。

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

即先執(zhí)行sc表的過濾，再進行表連接，執(zhí)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(zhí)行計劃：

先提取sc再連表，這樣效率就高多了，現(xiàn)在的問題是提取sc的時候出現(xiàn)了掃描表，那么現(xiàn)在可以明確需要建立相關(guān)索引。

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

再執(zhí)行查詢：

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

執(zhí)行時間為：0.001s，這個時間相當(dāng)靠譜，快了50倍。

執(zhí)行計劃：

我們會看到，先提取sc，再連表，都用到了索引。

那么再來執(zhí)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(zhí)行時間0.001s

執(zhí)行計劃：

這里是mysql進行了查詢語句優(yōu)化，先執(zhí)行了where過濾，再執(zhí)行連接操作，且都用到了索引。

2015-04-30日補充：最近又重新導(dǎo)入一些生產(chǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，前幾天優(yōu)化完的sql執(zhí)行效率又變低了。

調(diào)整內(nèi)容為SC表的數(shù)據(jù)增長到300W,學(xué)生分數(shù)更為離散。

先回顧下：

show index from SC

執(zhí)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(zhí)行時間：0.061s，這個時間稍微慢了點。執(zhí)行計劃：

這里用到了intersect并集操作，即兩個索引同時檢索的結(jié)果再求并集，再看字段score和c_id的區(qū)分度。

單從一個字段看，區(qū)分度都不是很大，從SC表檢索，c_id=81檢索的結(jié)果是70001，score=84的結(jié)果是39425。

而c_id=81 and score=84 的結(jié)果是897，即這兩個字段聯(lián)合起來的區(qū)分度是比較高的，因此建立聯(lián)合索引查詢效率。

將會更高，從另外一個角度看，該表的數(shù)據(jù)是300w，以后會更多，就索引存儲而言，都是不小的數(shù)目，隨著數(shù)據(jù)量的。

增加，索引就不能全部加載到內(nèi)存，而是要從磁盤去讀取，這樣索引的個數(shù)越多，讀磁盤的開銷就越大，因此根據(jù)具體。

業(yè)務(wù)情況建立多列的聯(lián)合索引是必要的，那么我們來試試吧。

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(zhí)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(zhí)行計劃：

該語句的優(yōu)化暫時告一段落。

總結(jié)

1. mysql嵌套子查詢效率確實比較低
2. 可以將其優(yōu)化成連接查詢
3. 連接表時，可以先用where條件對表進行過濾，然后做表連接
   （雖然mysql會對連表語句做優(yōu)化）
4. 建立合適的索引，必要時建立多列聯(lián)合索引
5. 學(xué)會分析sql執(zhí)行計劃，mysql會對sql進行優(yōu)化，所以分析執(zhí)行計劃很重要

索引優(yōu)化

上面講到子查詢的優(yōu)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。

后面發(fā)現(xiàn)其實建立聯(lián)合索引效率會更高，尤其是在數(shù)據(jù)量較大，單個列區(qū)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(shù)據(jù)量為300w，查詢時間：0.415s執(zhí)行計劃：

發(fā)現(xiàn) type=index_merge

這是mysql對多個單列索引的優(yōu)化，對結(jié)果集采用intersect并集操作

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(zhí)行時間：0.032s，快了10多倍，且多列索引的區(qū)分度越高，提高的速度也越多

執(zhí)行計劃：

最左前綴

多列索引還有最左前綴的特性：

執(zhí)行一下語句：

select?*?from?user_test?where?sex?=?2
select?*?from?user_test?where?sex?=?2?and?type?=?2
select?*?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(xiàn)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(jié)果集的時候不用再去磁盤獲取其它列的數(shù)據(jù)，直接返回索引數(shù)據(jù)即可

如：

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

執(zhí)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)

最后附上一些sql調(diào)優(yōu)的總結(jié)，以后有時間再深入研究

1. 列類型盡量定義成數(shù)值類型，且長度盡可能短，如主鍵和外鍵，類型字段等等

2. 建立單列索引

3. 根據(jù)需要建立多列聯(lián)合索引
   當(dāng)單個列過濾之后還有很多數(shù)據(jù)，那么索引的效率將會比較低，即列的區(qū)分度較低，
   那么如果在多個列上建立索引，那么多個列的區(qū)分度就大多了，將會有顯著的效率提高。

4. 根據(jù)業(yè)務(wù)場景建立覆蓋索引
   只查詢業(yè)務(wù)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

5. 多表連接的字段上需要建立索引 這樣可以極大的提高表連接的效率

6. where條件字段上需要建立索引

7. 排序字段上需要建立索引

8. 分組字段上需要建立索引

9. Where條件上不要使用運算函數(shù)，以免索引失效