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作者：db匠；鏈接：developer.aliyun.com/article/72501

簡(jiǎn)介

MySQL在2016年仍然保持強(qiáng)勁的數(shù)據(jù)庫流行度增長(zhǎng)趨勢(shì)。越來越多的客戶將自己的應(yīng)用建立在MySQL數(shù)據(jù)庫之上，甚至是從Oracle遷移到MySQL上來。但也存在部分客戶在使用MySQL數(shù)據(jù)庫的過程中遇到一些比如響應(yīng)時(shí)間慢，CPU打滿等情況。阿里云RDS專家服務(wù)團(tuán)隊(duì)幫助云上客戶解決過很多緊急問題。現(xiàn)將《ApsaraDB專家診斷報(bào)告》中出現(xiàn)的部分常見SQL問題總結(jié)如下，供大家參考。

前言

常見SQL錯(cuò)誤用法

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，是可以將上一頁的最大值當(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。現(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?/span>

+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+
| 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)參考以前文章：MySQL · 性能優(yōu)化 · 條件下推到物化表

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，最后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

AliSQL即將推出WITH語法，敬請(qǐng)期待。

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) ^^。

MySQL常見SQL錯(cuò)誤用法

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