MySQL索引优化+慢查询定位

一、先谈谈事务

1. ACID特性

1.1 原子性： 事务是最小的执行单位，不允许分割。事务的原子性确保动作要么全部完成，要么完全不起作用；
1.2 一致性： 执行事务前后，数据库从一个一致性状态转换到另一个一致性状态。
1.3 隔离性： 并发访问数据库时，一个用户的事物不被其他事务所干扰，各并发事务之间数据库是独立的；
1.4 持久性： 一个事务被提交之后。它对数据库中数据的改变是持久的，即使数据库 发生故障也不应该对其有任何影响。

2. 事务隔离级别

2.1 READ_UNCOMMITTED（未提交读）: 最低的隔离级别，允许读取尚未提交的数据变更，可能会导致脏读、幻读或不可重复读 
2.2 READ_COMMITTED（提交读）: 允许读取并发事务已经提交的数据，可以阻止脏读，但是幻读或不可重复读仍有可能发生 
2.3 REPEATABLE_READ（可重复读）: 对同一字段的多次读取结果都是一致的，除非数据是被本身事务自己所修改，可以阻止脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发生。 
2.4 SERIALIZABLE（串行）: 最高的隔离级别，完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行，这样事务之间就完全不可能产生干扰，也就是说，该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。但是这将严重影响程序的性能。通常情况下也不会用到该级别。

Mysql 默认采用的 REPEATABLE_READ隔离级别

二、了解索引

1. 什么是索引

索引是一种帮助MySQL高效获取数据的数据结构

2. 优势和劣势

优势：

1. 提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本
2. 降低数据排序的成本，降低了CPU的消耗

劣势：

1. 索引列要占用空间
2. 降低了更新表的速度（INSERT、UPDATE）
3. 建立优秀索引的时间成本

3. 哪些情况需要创建索引

• 主键自动建立唯一索引
• 频繁作为查询条件的字段应该创建索引
• 查询中与其他表关联的字段，外键关系建立索引
• where条件里用不到的字段不创建索引
• 单键/组合索引的选择问题，在高并发倾向创建组合索引
• 查询中排序的字段，排序字段若通过索引去访问将大大提高排序速度
• 查询中统计或分组字段

4. 哪些情况下不需要创建索引

• 表记录太少
• 频繁更新的字段不适合创建索引，因为每次更新不单单是更新了记录还会更新索引，加重了IO负担
• 数据重复且分布平均的表字段（若某个数据列包含许多重复的内容，为它建立索引就没有太大的实际效果，即过滤性不好的字段）

三、EXPLAIN【重点】

使用EXPLAIN关键字可以模拟优化器执行SQL查询语句， 从而知道MYSQL是如何处理你的SQL语句的，分析你的查询语句或是表结构的性能瓶颈

EXPLAIN查询出来的字段

a、id

①id相同，执行顺序由上至下

②id不同，id值越大优先级越高，越先被执行

b、select_type

查询的类型，主要是用于区别普通查询、联合查询、子查询等的复杂查询

c、table

显示这行的数据是关于哪张表的。

d、type（最好到最差的顺序）

• system：表只有一行记录（等于系统表），这是const的特例，平时不会出现，这个可以忽略
• 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
• eq_ref：唯一性索引扫描，对于每个索引键，表中只有一条记录与之匹配。常用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，可能会找到多个符合符合条件的行
• range：只检索给定范围的行，使用一个索引来选择行。key列显示使用了哪个索引。一般是你的where语句中出现between、<、>、in等的查询，这种范围扫描索引扫描比全表扫描要好
• index：index与all的区别为index类型只遍历索引树，也就是说，虽然all和index都是读全表，但index是从索引中读取的，而all是从硬盘中读取的
• all：遍历全表

备注：一般来说，得保证查询至少达到range级别，最好能达到ref

e、possible_keys

可能应用到这张表的索引

f、key

实际使用的索引

g、key_len

索引使用的字节数，在不损失精确性的情况下，长度越短越好

h、ref

显示索引的哪一列被使用了

i、rows

大致估算出找到所需记录所需要读取的行数

j、Extra

• 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。MySQL中无法利用索引完成的排序操作称为“文件排序”
• 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，常见于排序order by和分组查询group by
• USING index：表示相应的select操作中使用了覆盖索引，避免访问了表的数据行

什么情况下索引会失效

• 全值匹配
• 最佳左前缀法则
• 不在索引列上做任何操作（计算、函数、（手动或自动）类型转换），会导致索引失效而转向全表扫描
• 存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列
• 尽量使用覆盖索引
• MySQL在使用不等于（!=或<>)的时候无法使用索引会导致全表扫描
• is null，is not null也无法使用索引
• like以通配符开头（“%abc..‘）MySQL索引失效会变成全表扫描的操作
• 字符串不加单引号索引失效（自动类型转换）
• or左边有索引、右边没索引也会失效

order by关键字优化

• 尽量使用index方式排序，避免使用filesort方式。
• order by满足两种情况会使用index排序：①、order by语句使用索引最左前列，②、使用where子句与order by子句条件列组合满足索引最左前列
• 双路排序：MySQL4.1之前，两次扫描磁盘
• 单路排序：从磁盘读取查询需要的所有列，按照order by列在buffer对它们进行排序，然后扫描排序后的列进行输出，效率更高一点，但是它会使用更多的空间，因为它把每一行都保存在内存中了

优化策略: 增大sort_buffer_size参数的设置、增大max_length_for_sort_data参数的设置

group by关键字优化

实质是先排序后进行分组，遵照索引键的最佳左前缀，当无法使用索引列时，增大sort_buffer_size+max_length_for_sort_data参数的设置

三、慢查询【重点】

1. 慢查询日志是什么

 MySQL的慢查询日志是MySQL提供的一种日志记录，它用来记录在MySQL中响应时间超过阀值的语句，具体指运行时间超过long_query_time值的SQL，则会被记录到慢查询日志中。

具体指运行时间超过long_query_time值的SQL，则会被记录到慢查询日志中。long_query_time的默认值为10，意思是运行10秒以上的语句。

由他来查看哪些SQL超出了我们的最大忍耐时间值，比如一条sql执行超过5秒钟，我们就算慢SQL，希望能收集超过5秒的sql，结合之前explain进行全面分析。

2. 怎么用

默认情况下，MySQL数据库没有开启慢查询日志，需要我们手动来设置这个参数。（当然，如果不是调优需要的话，一般不建议启动该参数，因为开启慢查询日志会或多或少带来一定的性能影响。慢查询日志支持将日志记录写入文件。）

-- 查看开启情况
SHOW VARIABLES LIKE '%slow_query_log%';

-- 开启（只对当前数据库生效，如果要永久生效，就必须修改配置文件my.cnf）
set global slow_query_log=1;

3. Show Profile【重点】

3.1. 是什么

mysql提供可以用来分析当前会话中语句执行的资源消耗情况。可以用于SQL的调优的测量，相比explain，show profile展示的数据更加详尽。 

3.2. 怎么用

-- 查看是否开启
show variables like 'profiling';

-- 开启功能，默认是关闭，使用前需要开启
set profiling=1;

-- 查看结果
show profiles;

-- 诊断SQL
show profile cpu,block io for query n;
-- 还可以通过SELECT * FROM information_schema.profiling WHERE query_id = n ORDER BY seq;获取