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一次 SQL 查詢優(yōu)化原理分析(900W+ 數(shù)據(jù),從 17s 到

時間:2020-04-11 16:14來源:網(wǎng)絡整理 瀏覽:
作者:Muscleape 來源:jians hu.com/p/0768ebc4e28d有一張財務流水表,未分庫分表,目前的數(shù)據(jù)量為9555

作者:Muscleape

來源:jians hu.com/p/0768ebc4e28d


有一張財務流水表,未分庫分表,目前的數(shù)據(jù)量為9555695,分頁查詢使用到了limit,優(yōu)化之前的查詢耗時16 s 938 ms (execution: 16 s 831 ms, fetching: 107 ms),按照下文的方式調(diào)整SQL后,耗時347 ms (execution: 163 ms, fetching: 184 ms);

操作: 查詢條件放到子查詢中,子查詢只查主鍵ID,然后使用子查詢中確定的主鍵關(guān)聯(lián)查詢其他的屬性字段;

原理 減少回表操作;

-- 優(yōu)化前SQL
SELECT 各種字段
FROM`table_name`
WHERE 各種條件
LIMIT0,10;
-- 優(yōu)化后SQL
SELECT 各種字段
FROM`table_name` main_tale
RIGHTJOIN
(
SELECT 子查詢只查主鍵
FROM`table_name`
WHERE 各種條件
LIMIT0,10;
) temp_table ON temp_table.主鍵 = main_table.主鍵

找到的原理分析:MySQL 用 limit 為什么會影響性能?

一,前言

首先說明一下MySQL的版本:


一次 SQL 查詢優(yōu)化原理分析(900W+ 數(shù)據(jù),從 17s 到 300ms)

id為自增主鍵,val為非唯一索引。

灌入大量數(shù)據(jù),共500萬:

mysql> selectcount(*) fromtest;
+----------+
| count(*) |
+----------+
| 5242882 |
+----------+
1 row in set (4.25 sec)

我們知道,當limit offset rows中的offset很大時,會出現(xiàn)效率問題:

mysql> select * fromtestwhere val=4limit300000,5;
+---------+-----+--------+
| id | val | source |
+---------+-----+--------+
| 3327622 | 4 | 4 |
| 3327632 | 4 | 4 |
| 3327642 | 4 | 4 |
| 3327652 | 4 | 4 |
| 3327662 | 4 | 4 |
+---------+-----+--------+
5 rows in set (15.98 sec)

為了達到相同的目的,我們一般會改寫成如下語句:

mysql> select * fromtest a innerjoin (selectidfromtestwhere val=4limit300000,5) b on a.id=b.id;
+---------+-----+--------+---------+
| id | val | source | id |
+---------+-----+--------+---------+
| 3327622 | 4 | 4 | 3327622 |
| 3327632 | 4 | 4 | 3327632 |
| 3327642 | 4 | 4 | 3327642 |
| 3327652 | 4 | 4 | 3327652 |
| 3327662 | 4 | 4 | 3327662 |
+---------+-----+--------+---------+
5 rows in set (0.38 sec)

時間相差很明顯。

為什么會出現(xiàn)上面的結(jié)果?我們看一下select * from test where val=4 limit 300000,5;的查詢過程:

查詢到索引葉子節(jié)點數(shù)據(jù)。根據(jù)葉子節(jié)點上的主鍵值去聚簇索引上查詢需要的全部字段值。

類似于下面這張圖:

一次 SQL 查詢優(yōu)化原理分析(900W+ 數(shù)據(jù),從 17s 到 300ms)

像上面這樣,需要查詢300005次索引節(jié)點,查詢300005次聚簇索引的數(shù)據(jù),最后再將結(jié)果過濾掉前300000條,取出最后5條。MySQL耗費了大量隨機I/O在查詢聚簇索引的數(shù)據(jù)上,而有300000次隨機I/O查詢到的數(shù)據(jù)是不會出現(xiàn)在結(jié)果集當中的。

肯定會有人問:既然一開始是利用索引的,為什么不先沿著索引葉子節(jié)點查詢到最后需要的5個節(jié)點,然后再去聚簇索引中查詢實際數(shù)據(jù)。這樣只需要5次隨機I/O,類似于下面圖片的過程:

一次 SQL 查詢優(yōu)化原理分析(900W+ 數(shù)據(jù),從 17s 到 300ms)

其實我也想問這個問題。

證實

下面我們實際操作一下來證實上述的推論:

為了證實select * from test where val=4 limit 300000,5是掃描300005個索引節(jié)點和300005個聚簇索引上的數(shù)據(jù)節(jié)點,我們需要知道MySQL有沒有辦法統(tǒng)計在一個sql中通過索引節(jié)點查詢數(shù)據(jù)節(jié)點的次數(shù)。我先試了Handler_read_*系列,很遺憾沒有一個變量能滿足條件。

我只能通過間接的方式來證實:

InnoDB中有buffer pool。里面存有最近訪問過的數(shù)據(jù)頁,包括數(shù)據(jù)頁和索引頁。所以我們需要運行兩個sql,來比較buffer pool中的數(shù)據(jù)頁的數(shù)量。預測結(jié)果是運行select * from test a inner join (select id from test where val=4 limit 300000,5); 之后,buffer pool中的數(shù)據(jù)頁的數(shù)量遠遠少于select * from test where val=4 limit 300000,5;對應的數(shù)量,因為前一個sql只訪問5次數(shù)據(jù)頁,而后一個sql訪問300005次數(shù)據(jù)頁。

select * fromtestwhere val=4limit300000,5
mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like'%test%'groupby index_name;Empty set (0.04 sec)

可以看出,目前buffer pool中沒有關(guān)于test表的數(shù)據(jù)頁。

mysql> select * fromtestwhere val=4limit300000,5;
+---------+-----+--------+
| id | val | source |
+---------+-----+--------+|
3327622 | 4 | 4 |
| 3327632 | 4 | 4 |
| 3327642 | 4 | 4 |
| 3327652 | 4 | 4 |
| 3327662 | 4 | 4 |
+---------+-----+--------+
5 rows in set (26.19 sec)

mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like'%test%'groupby index_name;
+------------+----------+
| index_name | count(*) |
+------------+----------+
| PRIMARY | 4098 |
| val | 208 |
+------------+----------+2 rows in set (0.04 sec)

可以看出,此時buffer pool中關(guān)于test表有4098個數(shù)據(jù)頁,208個索引頁。

select * from test a inner join (select id from test where val=4 limit 300000,5) ;為了防止上次試驗的影響,我們需要清空buffer pool,重啟mysql。

mysqladmin shutdown
/usr/local/bin/mysqld_safe &
mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like'%test%'groupby index_name;

Empty set (0.03 sec)

運行sql:

mysql> select * fromtest a innerjoin (selectidfromtestwhere val=4limit300000,5) b on a.id=b.id;
+---------+-----+--------+---------+
| id | val | source | id |
+---------+-----+--------+---------+
| 3327622 | 4 | 4 | 3327622 |
| 3327632 | 4 | 4 | 3327632 |
| 3327642 | 4 | 4 | 3327642 |
| 3327652 | 4 | 4 | 3327652 |
| 3327662 | 4 | 4 | 3327662 |
+---------+-----+--------+---------+
5 rows in set (0.09 sec)

mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like'%test%'groupby index_name;
+------------+----------+
| index_name | count(*) |
+------------+----------+
| PRIMARY | 5 |
| val | 390 |
+------------+----------+
2 rows in set (0.03 sec)

我們可以看明顯的看出兩者的差別:第一個sql加載了4098個數(shù)據(jù)頁到buffer pool,而第二個sql只加載了5個數(shù)據(jù)頁到buffer pool。符合我們的預測。也證實了為什么第一個sql會慢:讀取大量的無用數(shù)據(jù)行(300000),最后卻拋棄掉。而且這會造成一個問題:加載了很多熱點不是很高的數(shù)據(jù)頁到buffer pool,會造成buffer pool的污染,占用buffer pool的空間。 遇到的問題

為了在每次重啟時確保清空buffer pool,我們需要關(guān)閉innodb_buffer_pool_dump_at_shutdown和innodb_buffer_pool_load_at_startup,這兩個選項能夠控制數(shù)據(jù)庫關(guān)閉時dump出buffer pool中的數(shù)據(jù)和在數(shù)據(jù)庫開啟時載入在磁盤上備份buffer pool的數(shù)據(jù)。

推薦內(nèi)容