简述

本课程笔记基于 DT 课堂颜群在 B 站的两套 MySQL 高级课程
- 高性能高可用 MySQL
  - https://www.bilibili.com/video/BV1ry4y1v7Tr
- SQL优化
  - https://www.bilibili.com/video/BV1es411u7we
两套视频互有交叉，笔记为调整后的正确顺序
如果相连两个视频首尾有内容交叉的，也会归到同一个内容段中

《高性能高可用 MySQL》视频中的前置课程 1~4
- (1~2) 前置课程，搭建 Centos7 集群环境
- (3) 前置课程，linux 下 RMP 版 MySQL 安装、启停
- (4) 前置课程，MySQL 启动问题，配置文件，编码问题
《SQL 优化》视频中的 3~25
- (3) MySQL 分层、存储引擎
- (4) SQL 优化
- (5) B 树与索引
- (6) SQL 优化准备
- (7) explain 中的 id、table
- (8) type 级别详解
- (9) 索引类型及逐步优化、key_len 计算方法
- (10) ref、rows
- (11) Extra 字段
- (12) 优化示例
- (13) 单表优化及总结
- (14~15) 多表优化及总结，避免索引失效原则
- (16) 常见优化方法及慢查询 SQL 排查
- (17) 慢查询阈值和 mysqldumpslow 工具
- (18) 模拟并通过 profiles 分析海量数据
- (19) 全局查询日志
- (20) 锁机制详解
- (21) 写锁示例与 MyISAM 模式特征
- (22) 写锁情况分析及行锁解析
- (23) 行锁的注意事项
- (24) 查询行锁

1~2. 前置课程，搭建 Centos7 集群环境

DT 课堂颜群：高性能高可用 MySQL
https://www.bilibili.com/video/BV1ry4y1v7Tr

配置网络

进入 Centos7 修改 hostname
- hostnamectl set-hostname bigdata01
关机后配置网络
- 编辑-编辑虚拟机网络编辑器
- 子网：192.168.2.0
- 子网掩码：255.255.255.0
- 起始：192.168.2.128
- 终止：192.168.2.254
在 windows 设置 VMnet8
- IP: 192.168.2.2
- 网关：192.168.2.1
查看虚拟机网卡
- cd /etc/sysconfig/network-scripts/
编辑网卡
- vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33

IPADDR=192.168.2.128
GATEWAY=192.168.2.1
BROADCAST=192.168.2.255
DNS1=114.114.114.114
DNS2=8.8.8.8

增加映射
- vi /etc/hosts
- 192.168.2.128 bigdata01
- windows 下
  - C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
  - 192.168.2.128 bigdata01
配置网络服务
- service NetworkManager stop
- /etc/init.d/network restart
- chkconfig NetworkManager off
- 追加 nameserver
  - vi /etc/resolv.conf
  - nameserver 192.168.2.1
重启网关
- systemctl restart network
检查是否配置成功
- centos
  - ping baidu.com
    - 成功则返回
    - 64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=1 ttl=128 time=7.16 ms
  - ping 192.168.2.2
    - 成功则返回
    - 64 bytes from 220.181.38.148 (220.181.38.148): icmp_seq=1 ttl=128 time=7.16 ms
- windows
  - ping 192.168.2.128
    - 成功则返回
    - 来自 192.168.2.128 的回复: 字节=32 时间<1ms TTL=64

设置时间同步

yum -y install npt ntpdate
ntpdate cn.pool.ntp.org
hwclock --systoch

安装 JDK

上传 jdk-8u171-linux-x64.rpm 到 /usr 目录
安装
- rpm -ivh jdk-8u171-linux-x64.rpm
- /usr/java/jdk1.8.0_171-amd64

配置环境变量

vi /etc/profile
追加如下内容
- export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_171-amd64
- export CLASSPATH=$JAVA_HOME\lib:$CLASSPATH
- export PATH=$JAVA_HOME\bin:$PATH
环境变量生效
- source /etc/profile
测试是否配置成功
- java -version

克隆并修改网络配置

IP
- vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33
- IPADDR=192.168.2.129
- IPADDR=192.168.2.130
- 同时删除网卡唯一标识 UID 属性
hostname
- 分别修改克隆机的 hostname
  - hostnamectl set-hostname bigdata02
  - hostnamectl set-hostname bigdata03
- centos
  - vi /etc/hosts
  - 192.168.2.129 bigdata02
  - 192.168.2.130 bigdata03
- windows
  - C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
  - 192.168.2.129 bigdata02
  - 192.168.2.130 bigdata03
重启网络
- systemctl restart network
检查三个节点之间的连通
- ping bigdata01
- ping bigdata02
- ping bigdata03

设置节点之间免密登录

生成密钥
- ssh-keygen -t rsa
私钥拷贝给自己
- ssh-copy-id localhost
公钥拷贝给其他节点
- ssh-copy-id bigdata01
- ssh-copy-id bigdata02
- ssh-copy-id bigdata03
测试连通
- ssh bigdata01
- ssh bigdata02
- ssh bigdata03

3. 前置课程，linux 下 RMP 版 MySQL 安装、启停

安装目录 /app
下载
- https://downloads.mysql.com/archives/community/
- MySQL-server-5.5.58-1.el6.x86_64
- MySQL-server-5.5.58-1.el6.x86_64
安装 5.5.58
- rpm -ivh MySQL-server-5.5.58-1.el6.x86_64.rpm
- rpm -ivh MySQL-client-5.5.58-1.el6.x86_64.rpm
- 卸载冲突
  - yum -y remove xxx
- 验证安装
  - mysqladmin --version
安装 5.6.63
- 课程视频中安装的是 5.5.58
- 5.6.63 安装方式与 5.5.58 略有不同
- 参考文章
  - 《centos7安装mysql5.6（rpm包安装）》
  - https://www.cnblogs.com/ding2016/p/6756941.html
- 安装前
  - 查看 centos7 系统自带的 mariadb 版本
    - rpm -qa|grep mariadb
  - 如果存在则卸载
    - 加 --nodeps 避免依赖问题
    - rpm -e mariadb-libs --nodeps
  - 安装 perl-Data-Dumper，否则 server 安装时会报错
    - yum install -y perl-Data-Dumper
- rpm -ivh MySQL-server-5.6.36-1.el7.x86_64
  - server 安装完成后会自动初始化
- rpm -ivh MySQL-client-5.6.36-1.el7.x86_64.rpm
- 验证安装
  - mysqladmin --version
启动、关闭、重启
- service mysql start
- service mysql stop
- service mysql restart
在系统里启动 mysql 服务
- 系统开机手动启动
  - /etc/init.d/mysql start
- 开机自动启动
  - chkconfig mysql on
- 关闭开机自动启动
  - chkconfig mysql off
- 检查开机自启动项
  - ntsysv
设置密码
- /usr/bin/mysqladmin -u root password root
- /usr/bin/mysqladmin -u root -h bigdata01 password root
设置密码后进入 mysql
- mysql -u root -p
5.6 及以上版本初始密码修改
- 无法查看初始密码，进入 mysql 报错
  - error: 'Access denied for user 'root'@'localhost' (using password: NO)'
- 重置密码
  - 参考文章
    - 《mysql rpm安装后的密码修改》
    - https://blog.csdn.net/weixin_35897916/article/details/113259678
  - /etc/init.d/mysql stop
  - mysqld_safe --user=mysql --skip-grant-tables --skip-networking &
  - mysql -u root mysql
  - mysql> UPDATE user SET Password=PASSWORD('root') where USER='root';
  - mysql> FLUSH PRIVILEGES;
  - mysql> quit
  - mysql> mysql -u root -p

4. 前置课程，MySQL 启动问题，配置文件，编码问题

ps -ef|grep mysql
- 数据库文件目录
  - --datadir=/var/lib/mysql
- pid （唯一标识符）文件目录
  - --pid-file=/var/lib/mysql/bigdata01.pid

mysql 核心目录

安装目录
- /var/lib/mysql
配置文件目录
- /user/share/mysql
命令目录
- /usr/bin
- mysqladmin
- mysqldump

mysql 配置文件

4 个配置文件模板
- my-huge.cnf 高端服务器 1~2G 内存
- my-large.cnf
- my-medium.cnf
- my-small.cnf
将模板中的一个拷贝给系统默认配置
- MySQL 5.5：/etc/my.cnf
- MySQL 5.6：/etc/mysql-default.cnf
- cp /usr/share/mysql/my-huge.cnf /etc/my.cnf

mysql 字符编码

查看编码
- show variables like '%char%';
将所有编码设置为 UTF-8
- vi /etc/my.cnf

[mysql]
default-character-set=utf8

[client]
default-character-set=utf8

[mysqld]
character_set_server=utf8
character_set_client=utf8
collation_server=utf8_general_ci

重启 mysql
- service mysql restart
再次查看字符编码集
- show variables like '%char%';
编码修改只对之后生成的数据库有效

mysql 清屏

ctrl + L
system clear

3. MySQL 分层、存储引擎

DT 课堂颜群：SQL优化
https://www.bilibili.com/video/BV1es411u7we

mysql 分层

连接层
- 提供与客户端连接的服务
服务层
- 提供各种用户使用的接口
- 提供 SQL 优化器（MySQL QUery Optimizer）
引擎层
- 提供各种存储数据的方式
- InnoDB
- MyISAM
存储层
- 存储数据

InnoDB 和 MyISAM 区别

InnoDB
- 事务优先
- 适合高并发操作
- 行锁
MyISAM
- 性能优先
- 表锁
查询数据库支持哪些引擎
- show engines;
查询默认引擎
- show variables like '%storage_engine%';
创建表时指定引擎

mysql>create database myDB;

mysql>use myDB;

mysql>
create table tb(
id int(4) auto_increment,
name varchar(5),
dept varchar(5),
primary key(id)
) ENGINE=MyISAM AUTO_INCREMENT=1 
DEFAULT CHARSET=utf8;

4. SQL 优化

原因

性能低
执行时间长
等待时间长
SQL 语句欠佳（连接查询）
索引失效
服务器参数设置不佳
- 缓冲
- 线程数

编写过程和解析过程的差异

编写过程
- select distinct ... from ... join ... on ... where ... group by ... having ... order by ... limit
解析过程
- from ... on ... join ... where ... group by ... having ... select distinct... order by ... limit
参考文章
- https://www.cnblogs.com/annsshadow/p/5037667.html

优化索引

索引是帮助 MYSQL 高效获取数据的数据结构
索引一般采用树结构
- B 树
- Hash 树
索引弊端
- 索引本身需要空间
- 索引不适用
  - 少量数据
  - 频繁更新的字段
  - 很少使用的字段
- 提高查询，降低增删改效率
优点
- 降低 IO 使用率
- 降低 CPU 使用率
  - B 树本身已经排好序，可以直接使用

5. B 树与索引

三层 B 树可以存放百万级别数据
B 树一般都是指 B+ 树
- 数据都保存在叶结点
B + 树中查找数据的次数
- n 次
- 即 B+ 树的高度

索引

创建索引

方式一

create 索引类型索引名 on 表(字段)
单值索引
- create index dept_index on tb(dept);
唯一索引
- create unique index name_index on tb(name);
复合索引
- create index dept_name_index on tb(dept, name);

方式二

alter table 表名索引类型索引名(字段)
单值
- alter table tb add index dept_index(dept);
唯一
- alter table tb add unique index name_index(name);
复合
- alter table tb add index dept_name_index(dept, name);
DDL 语句不需要 commit; 自动提交
如果一个字段是 primary key，该字段默认是主键索引

删除索引

drop index 索引名 on 表名;
drop index name_index on tb;

查询索引

show index from 表名
show index from tb;

SQL 性能问题

分析 sql 执行计划
- explain
- 可以模拟 SQL 优化器执行 SQL 语句
MYSQL 查询优化会干扰我们的优化

6. SQL 优化准备

explain SQL 语句
id 编号
select_type 查询类型
table 表名
type 类型
possible_keys 预测用到的索引
key 实际用到的索引
key_len 实际使用索引的长度
ref 表之间的引用
rows 通过索引查询到的数据量
Extra 额外信息

准备数据

create table course
(cid int(3),
cname varchar(20),
tid int(3)
);

create table teacher
(tid int(3),
tname varchar(20),
tcid int(3)
);

create table teacherCard
(
tcid int(3),
tcdesc varchar(200)
);

insert into course values(1,'java', 1);
insert into course values(2,'html', 1);
insert into course values(3,'sql', 2);
insert into course values(4,'web', 3);

insert into teacher values(1, 'tz', 1);
insert into teacher values(2, 'tw', 2);
insert into teacher values(3, 'tl', 3);
insert into teacher values(4, 'ta', 4);
insert into teacher values(5, 'tb', 5);
insert into teacher values(6, 'tc', 6);

insert into teacherCard values(1, 'tzdesc');
insert into teacherCard values(2, 'twdesc');
insert into teacherCard values(3, 'tldesc');

7. explain 中的 id、table

id 值相同

id 值相同，从上往下，顺序执行
表的执行顺序，跟随数据量变化，原理是笛卡尔积
数据量小的表优先查询

查询课程编号为 2 或教师证编号为 3 的老师信息

explain select t.* from teacher t, course c, teacherCard tc 
where t.tid=c.tid and t.tid=tc.tcid and (c.cid = 2 or tc.tcid=3);

查询教授 SQL 课程的老师描述信息

多表连接形式

explain select tc.tcdesc from teacherCard tc, course c, teacher t 
where c.tid = t.tid and t.tcid = tc.tcid and c.cname='sql';

id 值不同

id 值不同，id 值大的优先查询
本质：在嵌套子查询时，先查内层，再查外层

查询教授 SQL 课程的老师描述信息

子查询形式

explain select tc.tcdesc from teacherCard tc where tc.tcid=
(select t.tcid from teacher t where t.tid = 
(select c.tid from course c)
);

id 值相同 + id 值不同

id 值大的优先
id 值相同的从上往下顺序执行

查询教授 SQL 课程的老师描述信息

多表+子查询

explain select t.tname, tc.tcdesc from teacher t, teacherCard tc 
where t.tcid=tc.tcid and t.tid=(select c.tid from course c where cname='sql');

select_type

primary 包含子查询 SQL 中的主查询（最外层）
SUBQUERY 包含子查询 SQL 中的子查询（非最外层）
simple 简单查询，不包含子查询和 union
derived 衍生查询，使用到了临时表
- from 子查询中只有一张表
  - explain select cr.cname from (select * from course where tid in (1, 2)) cr;
- from 子查询中，如果有 table1 union table2，table1 就是 derived
  - explain select cr.cname from (select * from course where tid=1 union select * from course where tid =2) cr;
union result
- 告知关联关系的表是哪两张

8. type 级别详解

system

create table test01
(
tid int(3),
tname varchar(20)
);

alter table test01 add constraint tid_pk primary key(tid);

insert into test01 values(1, 'a');

explain select * from (select * from test01) t where tid=1;

system>const>eq_ref>ref>range>index>all
system 和 const 只是理想情况，一般优化很难达到
system 只有一条数据的系统表，或衍生表只有一条数据的主查询

const

explain select tid from test01 where tid=1;
/* 删除 primary 索引 */
alter table test01 drop primary key;
/* 修改索引为一般索引 */
create index test01_index on test01(tid);

const 只能查到一条数据的 SQL
只能用于 primary key 或 unique 索引
如果是一般索引，不会出现 const

eq_ref

alter table teacherCard add constraint pk_tcid primary key(tcid);
alter table teacher add constraint uk_tcid unique index(tcid);
delete from teacher where tcid>3;
explain select t.tcid from teacher t, teacherCard tc where t.tcid = tc.tcid;

对于每个索引键的查询，返回匹配有且只有一行数据
常见于唯一索引和主键索引
上述语句用到的索引是 teacher 表的 tcid 字段
如果 teacher 表的数据个数和连接查询的数据个数一致，才有可能满足 eq_ref 级别

ref

insert into teacher values(4, 'tz', 4);
insert into teacherCard values(4, 'tzc');

alter table teacher add index index_name(tname);

explain select * from teacher where tname='tz';

非唯一索引
对于每个索引键的查询，返回匹配的所有行

9. 索引类型及逐步优化，ken_len 计算方法

range

alter table teacher add index tid_index(tid);

explain select t.* from teacher t where t.tid <3;

检索指定范围的行，where 后面是一个范围查询
between, in, <, >, >=, <=
in 查询，有时会失效，从 range 级别转为 all 无索引级别

index，all

/* tid 有索引，只扫描 tid 列 */
explain select tid from teacher;
/* course 表无索引，扫描全部数据 */
explain select cid from course;

index 查询全部索引数据
all 查询全部数据

总结

system/const
- 结果只有一条
eq_ref
- 结果多条
- 每条数据唯一
ref
- 结果多条
- 每条数据可能是多条

possible_keys, key

alter table course add index cname_index(cname);

explain select t.tname, tc.tcdesc from teacher t, teacherCard tc 
where t.tcid=tc.tcid and t.tid=(select c.tid from course c where cname='sql');

explain select tc.tcdesc from teacherCard tc, course c, teacher t 
where c.tid = t.tid and t.tcid = tc.tcid and c.cname='sql';

possible_keys
- 可能用到的索引
- 是一种预测
key
- 实际使用到的索引
null 表示无索引

key_len

create table test_kl 
(
name char(20) not null default ''
);

alter table test_kl add index index_name(name);

explain select * from test_kl where name='';

alter table test_kl add column name1 char(20);
alter table test_kl add index index_name1(name1);

explain select * from test_kl where name1='';

drop index index_name on test_kl;
drop index index_name1 on test_kl;

alter table test_kl add index name_name1_index (name, name1);

explain select * from test_kl where name1='';

alter table test_kl add column name2 varchar(20);
alter table test_kl add index name2_index(name2);

/* key_len=63 = 60+1(null)+2(varchar) */
explain select * from test_kl where name2='';

索引的长度
用于判断复合索引是否被完全使用
utf8 中，1 个字符占 3 个字节
- char(20)，key_len = 60
gbk 中，1 个字符 2 个字节
latin 中，1 个字符 1 个字节
如果索引字段可以为 null，mysql 底层会用 1 个字节用于标识
索引字段为 varchar，用 2 个字节代表可变长度

10. ref, rows

ref

alter table course add index tid_index(tid);

explain select * from course c, teacher t where c.tid = t.tid and t.tname='tw';

与 type 中的 ref 区分
指明当前表所参照的字段
select ... where a.c=b.x
其中 b.x 可以是常量，const

rows

explain select * from course c, teacher t where c.tid = t.tid and t.tname='tz';

实际通过索引查询到的数据个数

11. Extra 字段

Using filesort

create table test02
(
a1 char(3),
a2 char(3),
a3 char(3),
index idx_a1(a1),
index idx_a2(a2),
index idx_a3(a3)
);

/* 排序和查找不是同一个字段 Using filesort */
explain select * from test02 where a1 = '' order by a2;

drop index idx_a1 on test02;
drop index idx_a2 on test02;
drop index idx_a3 on test02;

alter table test02 add index idx_a1_a2_a3(a1, a2, a3);
/* 复合索引跨列 */
explain select * from test02 where a1='' order by a3;
explain select * from test02 where a2='' order by a3;
explain select * from test02 where a1='' order by a2;

性能消耗大，需要额外一次排序或查询
如果排序和查找不是同一个字段，则会出现 Using filesort
如果符合索引跨列，会出现 Using filesort
- where 和 order by 按照符合索引的顺序使用，不要跨列或无序
常见于 order by

Using temporary

explain select a1 from test02 where a1 in ('1', '2', '3') group by a2;

用到了临时表
常见于 group by
避免
- 查询哪列就使用哪列 group by

Using index

explain select a1, a2 from test02 where a1='' or a2='';

drop index idx_a1_a2_a3 on test02;
alter table test02 add index id_a1_a2(a1, a2);
explain select a1, a3 from test02 where a1='' or a3='';

/* 对 possible_keys 和 key 的影响 */
explain select a1, a2 from test02 where a1='' or a2='';
explain select a1, a2 from test02;

使用到的列都在索引中，称为索引覆盖
性能提升
不读取原文件，只从索引文件中获取数据
不需要回表查询
索引覆盖对 possible_keys 和 key 的影响
- 如果没有 where，则索引只出现在 key 中
- 如果有 where，则索引出现在 key 和 possible_keys 中

Using where

explain select a1, a3 from test02 where a3='';

回表查询

impossible where

explain select * from test02 where a1='x' and a1='y';

where 子句永远为 false

12. 优化示例

create table test03
(
a1 int(4) not null,
a2 int(4) not null,
a3 int(4) not null,
a4 int(4) not null
);

alter table test03 add index idx_a1_a2_a3_4(a1, a2, a3, a4);

/* Using index */
/* 推荐按照复合索引的顺序查询 */
explain select a1, a2, a3, a4 from test03 where a1=1 and a2=2 and a3=3 and a4=4;

/* Using index */
/* 经过 SQL 优化器后，效果与上一个查询语句一致 */
explain select a1, a2, a3, a4 from test03 where a4=1 and a3=2 and a2=3 and a1=4;

/* Using where; Using index */
/* a4 跨列，索引失效，造成回表查询 */
/* where a1=1 and a2=2 ... order by a3 仍然遵循复合索引的顺序，因此有 Using index */
explain select a1, a2, a3, a4 from test03 where a1=1 and a2=2 and a4=4 order by a3;

/* Using where; Using index; Using filesort */
/* where a1=1 ... order by a3 跨列，多了一次查找/排序，出现 Using filesort */
explain select a1, a2, a3, a4 from test03 where a1=1 and a4=4 order by a3;

总结

如果复合索引使用顺序完全一致，索引全部使用
如果部分一致，索引部分使用
where 和 order 拼接不要跨列

13. 单表优化及总结

create table book
(
bid int(4) primary key,
name varchar(20) not null,
authorid int(4) not null,
publicid int(4) not null,
typeid int(4) not null
);

insert into book values(1, 'java', 1, 1, 2);
insert into book values(2, 'html', 2, 1, 2);
insert into book values(3, 'sql', 3, 2, 1);
insert into book values(4, 'C', 4, 4, 3);

commit;

/* type:All*/
/* Using where; Using filesort */
explain select bid from book where typeid in(2, 3) and authorid=1 order by typeid desc;

/* type:index */
/* Using where; Using index; Using filesort */
alter table book add index idx_bta(bid, typeid, authorid);

/* 为避免干扰，优化之前删除老的索引 */
drop index idx_bta on book;

/* 根据 sql 实际解析的顺序，调整索引顺序 */
/* type:index */
/* Using where; Using index */
alter table book add index idx_tab(typeid, authorid, bid);


/* 删除索引，创建新索引测试 */
drop index idx_tab on book;

/* 将出现范围查询的字段 typeid 放到后面 */
alter table book add index idx_atb(authorid, typeid, bid);

/* 将范围查询 typeid in (2, 3) 放到 authorid=1 后面 */
/* type:ref */
/* Using where; Using index */
/* key_len: 4 */
explain select bid from book where authorid=1 and typeid in(2, 3) order by typeid desc;

/* Using index */
/* key_len: 8 */
/* typeid in(2, 3) 改为 typeid=3，不使用范围查询，typeid 索引有效 */
/* 通过 key_len 也可以佐证，此处有 2 个索引，typeid 索引有效 */
explain select bid from book where authorid=1 and typeid=3 order by typeid desc;

小结

索引不能跨列使用，保持索引定义和使用顺序一致性
索引需要逐步优化
将含 in 的范围查询放到条件最后，防止整个索引失效
Using index
- where authorid=1 ... authorid 在索引中，不需要回原表
Using where
- ... and typeid in (2,3) typeid 在索引中，但是使用了 in 范围查询，索引失效，需要回原表

14~15. 多表优化及总结，避免索引失效原则

两张表

create table teacher2
(
tid int(4) primary key,
cid int(4) not null
);

insert into teacher2 values(1, 2);
insert into teacher2 values(2, 1);
insert into teacher2 values(3, 3);

create table course2
(
cid int(4),
cname varchar(20)
);

insert into course2 values(1, 'java');
insert into course2 values(2, 'python');
insert into course2 values(3, 'kotlin');
commit;

/* 左连接，将数据量少的表放到左边 */
/* type:All */
/* Extra:  */
/* type:All */
/* Extra: Using where; Using join buffer  */
select * from teacher2 t left outer join course2 c 
on t.cid=c.cid where c.cname='java';

/* 增加索引 */
/* type: index */
/* Extra: Using index */
/* type: All */
/* Extra: Using where; Using join buffer*/
alter table teacher2 add index index_teacher2_cid(cid);

/* type: ref */
/* Extra: Using where */
/* type: ref */
/* Extra: Using index*/
alter table course2 add index index_course2_cname(cname);

索引添加原则
- 小表驱动大表
- 索引建立在经常使用的字段上
- 三表或更多表使用相同的原则
左外连接，给左表加索引
右外连接，给右表加索引
Using join buffer
- mysql 引擎使用了连接缓存

避免索引失效的原则

/* 2 个索引都有效 */
/* type:ref */
/* Extra: */
/* key_len: 8 */
explain select * from book where authorid=1 and typeid=2;

/* 只有 1 个索引有效 */
/* type:ref */
/* Extra: using where */
/* key_len: 4 */
explain select * from book where authorid=1 and typeid*2=2;


/* 2 个索引都失效 */
/* type:All */
/* Extra: using where */
/* key_len: NULL */
explain select * from book where authorid*2=1 and typeid*2=2;

/* 2 个索引都失效，复合索引左边失效，整个索引失效 */
/* type:All */
/* Extra: using where */
/* key_len: NULL */
explain select * from book where authorid*2=1 and typeid=2;

/* 删除复合索引 */
drop index idx_atb on book;

alter table book add index idx_authorid(authorid);
alter table book add index idx_typeid(typeid);

/* 1 个索引都失效，独立索引，第 1 个索引失效，不影响后面的索引 */
/* type:ref */
/* Extra: using where */
/* key_len: 4 */
explain select * from book where authorid*2 = 1 and typeid=2;

/* 索引有效 */
explain select * from book where authorid =1 and typeid =2;
/* 使用了不等于，索引失效 */
explain select * from book where authorid !=1 and typeid =2;

复合索引，不要跨列或无序使用
尽量使用全索引匹配
不要在索引上进行任何操作
- 计算
- 函数
- 类型转换
- 如 ... where a.x*3
复合索引，左边索引失效，所有索引失效
复合索引使用不等于或者 is null，自身索引会失效，右侧索引可能会失效
MySQL 本身有 sql 优化器，实际优化效果并非百分之百达到预期

索引优化与预期不符合的情况

drop index idx_typeid on book;
drop index idx_authorid on book;

alter table book add index idx_book_at(authorid, typeid);

/* 复合索引全部使用 */
/* key_len:8 */
/* type: ref */
explain select * from book where authorid =1 and typeid =2;

/* where 中最左侧的索引字段有 > 号，复合索引中自身及右侧全部失效 */
/* type:All */
/* Extra: Using where */
/* key_len: NULL */
explain select * from book where authorid >1 and typeid =2;

/* 最右侧索引使用了 > 号，复合索引没有失效 */
/* type: range */
/* Extra: Using where */
/* key_len: 8 */
explain select * from book where authorid =1 and typeid>2;

/* 复合索引只有 1 个生效 */
/* type: range */
/* key_len: 4 */
/* Extra: Using where */
explain select * from book where authorid <1 and typeid=2;

/* 相比上一条 SQL，只将 authorid<1 改为 authorid<4，右侧索引也失效 */
/* type: ALL */
/* key_len: NULL */
/* Extra: Using where */
explain select * from book where authorid <4 and typeid=2;

/* 使用百分号开头，索引失效 */
/* type: ALL */
/* key_len: NULL */
/* Extra: Using where */
explain select * from teacher where tname like '%x%';

/* 不使用百分号开头，索引仍然有效 */
/* type: range */
/* key_len: NULL */
/* Extra: Using where */
explain select * from teacher where tname like 'x%';

/* 使用百分号开头，但是实现索引覆盖，仍然起到了一定的优化作用 */
/* type: index */
/* key_len: 63 */
/* Extra: Using where; Using index */
explain select tname from teacher where tname like '%x%';

/* tname 和 'abc' 都是字符形式，索引有效 */
/* type: ref */
/* key_len: 63 */
/* Extra: Using where */
explain select * from teacher where tname = 'abc';

/* tname 是字符类型，123 是整数，查找时有类型转换操作，导致索引失效 */
/* type: ALL */
/* key_len: NULL */
/* Extra: Using where */
explain select * from teacher where tname = 123;

/* 使用 and，索引仍然有效 */
/* type: ref */
/* key_len: 63 */
/* Extra: Using where */
explain select * from teacher where tname = '' and tcid>1;

/* 使用了 or，导致 or 左侧的索引也失效 */
/* type: ALL */
/* key_len: NULL */
/* Extra: Using where */
explain select * from teacher where tname = '' or tcid>1;

一般情况，范围查询之后的索引失效
使用索引覆盖，索引优化会完全符合预期
like 尽量以常量开头，不以 '%' 开头，否则索引失效
使用类型转换（显式或隐式），会导致索引失效
使用 or 会导致索引失效，甚至会影响左侧的索引

16. 常见的优化方法及慢 SQL 排查

exist 和 in

/* 有数据 */
select tname from teacher where exists(select * from teacher);

/* 无数据 */
select tname from teacher where exists(select * from teacher where tid=9999);

如果主查询数据集大，使用 in
如果子查询数据集大，使用 exist
将主查询的结构放到子查询结果中进行条件校验
- 如果子查询有数据，则校验成功
- 如果符合校验，则保留数据

order by 优化

Using filesort
- 双路排序 MySQL 4.1 之前
  - 扫描 2 次磁盘
  - 第 1 次
    - 从磁盘读取排序字段
    - 对排序字段进行排序
    - 在 buffer 中进行排序
  - 第 2 次：扫描其他字段
- 单路排序
  - 一次性读取全部磁盘
  - 在 buffer 中进行排序
  - 不一定是真正的单路，仍然可能是多次 IO
    - 数据量过大时，分片读取
单路排序比双路排序占用更多 buffer
调整 buffer
- set max_length_for_sort_data=1024
单路自动切换到双路的条件
- 需要排序的列总大小超过 set max_length_for_sort_data=1024 定义的字节数
提供 order by 效率的策略
- 选择使用单路，双路
- 调整 buffer 容量大小
- 避免使用 select *
- 复合索引避免跨列
- 保证全部排序字段顺序的一致性

慢查询日志

MySQL 用于记录响应时间超过阈值的 SQL 语句
long_query_time 阈值默认 10 秒
慢查询日志默认关闭
建议在调优时打开，部署上线时关闭
检查是否开启了慢查询日志
- show variables like '%slow_query_log%';
开启慢查询日志
- 临时开启
  - set global slow_query_log =1;
  - mysql 服务重启后失效
- 永久开启
  - vi /etc/my.cnf
  - [mysqld] slow_query_log=1 slow_query_log_file=/var/lib/mysql/localhost-slow.log
慢查询阈值修改
- show variables like '%long_query_time%';
- 临时修改
  - set global long_query_time=5;
  - 重新登录后生效
- 永久修改
  - vi /etc/my.cnf
  - [mysqld] long_query_time=3

17. 慢查询阈值和 mysqldumpslow 工具

休眠模拟慢查询
- select sleep(4);
查询超过阈值的 SQL 数量
- show global status like '%slow_queries%';
在 linux 命令行，通过日志查看慢查询 SQL 的详情
- cat /var/lib/mysql/localhost-slow.log

通过 mysqldumpslow 工具查看慢 SQL

/* 模拟慢查询 */
select sleep(5);
select sleep(4);
select sleep(3);

/* 获取返回记录最多的 3 个 SQL */
mysqldumpslow -s r -t 3 /var/lib/mysql/bigdata01-slow.log

/* 获取访问次数最多的 3 个 SQL */
mysqldumpslow -s c -t 3 /var/lib/mysql/bigdata01-slow.log

/* 按照时间排序，前 10 条包含 left join 查询语句的 SQL */
mysqldumpslow -s t -t 10 -g "left join" /var/lib/mysql/bigdata01-slow.log

mysqldumpslow
常用参数
- s 排序方式
- r 逆序
- l 锁定时间
- g 正则匹配模式
标准语法
- mysqldumpslow 各种参数慢查询日志文件路径

18. 模拟并通过 profiles 分析海量数据

模拟海量数据，存储过程/存储函数

create database testdata;
use testdata;

create table dept 
(
dno int(5) primary key default 0,
dname varchar(20) not null default '',
loc varchar(30) default ''
) engine=innodb default charset=utf8;

create table emp
(
eid int(5) primary key,
ename varchar(20) not null default '',
job varchar(20) not null default '',
deptno int(5) not null default 0
)engine=innodb default charset=utf8;

创建存储函数

use testdata;
delimiter $
create function randstring(n int) returns varchar(255)
begin 

    declare all_str varchar(100) default 'abcdefghijklmnopqrestuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';
    declare return_str varchar(255) default '';
    declare i int default 0;
    while i


冲突与解决
/* 开启慢查询日志，再创建存储过程/存储函数，报如下错误   */
/* ERROR 1418 (HY000): 
This function has none of DETERMINISTIC, NO SQL, or READS SQL DATA 
in its declaration and binary logging is enabled 
(you *might* want to use the less safe log_bin_trust_function_creators variable) */

/* 临时解决 */
set global log_bin_trust_function_creators=1;


永久解决

vi /etc/my.cnf
[mysqld] log_bin_trust_function_creators=1
 

通过存储函数插入随机整数
use testdata;
create function ran_num() returns int(5)
begin 

declare i int default 0;
set i=floor(rand()*100);
return i;

end$

通过存储过程插入海量数据
emp 表
create procedure insert_emp(in eid_start int(10), in data_times int(10))
begin 
declare i int default 0;
set autocommit =0;

repeat 
insert into emp values(eid_start+i, randstring(5), 'other', ran_num());
set i=i+1;
until i=data_times
end repeat;

commit;

end $

dept 表
create procedure insert_dept(in dno_start int(10), in data_times int(10))
begin 
declare i int default 0;
set autocommit =0;

repeat 
insert into dept values(dno_start+i, randstring(6), randstring(8));
set i=i+1;
until i=data_times
end repeat;

commit;

end $

插入数据
delimiter ;

call insert_emp(1000, 800000);
call insert_dept(10, 30);

/* 验证插入数据量 */
select count(1) from emp;

分析海量数据
show variables like '%profiling%';
/* profiling 影响性能，在部署实施前，应关闭此项 */
set profiling=on;

/* 记录 profiling 打开之后的所有 SQL 语句消耗的时间 */
show profiles;

/* 精确查询更多详情，Query_Id 参考上个语句的查询结果 */
show profile all for query 2;
show profile cpu, block io for query 2;

19. 全局查询日志
show variables like '%general_log%';

/* 开启全局日志，记录开启之后的所有 SQL 语句 */
set global general_log=1;
/* 将日志记入表中 */
set global log_output='table';

/* 设置后执行一条查询 */
select count(1) from dept;

/* 显示日志信息 */
select * from mysql.general_log;

/* 将日志记入文件 */
set global log_output='file';

/* 通过默认保存地址查看日志文件 */
cat /var/lib/mysql/bigdata01.log;


开启 general_log 后，所有 SQL 会被记录到系统自带的 mysql.general_log 表中

20. 锁机制详解

解决因资源共享造成的并发问题

分类

操作类型

读锁（共享锁）

对同一条数据，多个读操作可以同时进行，互不干扰
 
写锁（互斥锁）

如果当前写操作没有完毕，则无法进行其他读操作
 
 
操作范围

表锁

对整张表加锁
开销小，加锁快
无死锁
容易发生锁冲突

同时操作一条数据的概率增高
 
并发度低
MyISAM 采用表锁
 
行锁

对一条数据加锁
开销大，加锁慢
容易出现死锁
锁的范围较小，不易发生锁冲突
高并发概率低
InnoDB 行锁
 
页锁
 

表锁
/* MYSQL/SQLSERVER 支持自增，Oracle 需要借助于序列来实现自增 */
create table tablelock
(
id int primary key auto_increment,
name varchar(20)
) engine myisam;

insert into tablelock(name) values('a1');
insert into tablelock(name) values('a2');
insert into tablelock(name) values('a3');
insert into tablelock(name) values('a4');
insert into tablelock(name) values('a5');

/* 查看加锁情况 */
show open tables;

/* 加锁 */
lock table tablelock read;

/* 加锁后可以读 */
select * from tablelock;

/* 加锁后不能写 */
/* ERROR 1099 (HY000): Table 'tablelock' was locked with a READ lock and can't be updated */
delete from tablelock where id=1;

/* 加锁后，当前会话不能对其他表进行读操作 */
/* ERROR 1100 (HY000): Table 'dept' was not locked with LOCK TABLES */
select count(1) from dept;

/* 加锁后，当前会话不能对其他表进行写操作 */
/* ERROR 1100 (HY000): Table 'dept' was not locked with LOCK TABLES */
insert into dept values(39,'xxxxxx', 'yyyyyyyy');

/* 释放锁 */
unlock tables;


会话

每一个访问数据库的 dos 命令行，数据库客户端工具，都是一个会话
 
如果一个会话，对 A 表加了 read 锁

该会话对 A 表

读：可以
写：不能
 
该会话对其他表

读：不能
写：不能
 
 
此时其他会话

对 A 表

读：可以
写，可以，需要等待锁释放
 
对其他表

读：可以
写：可以
 
 

21. 写锁示例与 MyISAM 模式特征
/* 加写锁 */
lock table tablelock write;

/* 不能对其他表进行任何操作 */
/* ERROR 1100 (HY000): Table 'dept' was not locked with LOCK TABLES */
select count(1) from dept;


对 A 表加写锁

当前会话对 A 表

可以进行任何操作
 
当前会话对其他表

不能进行任何操作
 
 
其他会话

对 A 表进行操作的前提是等待写锁释放
 

MySQL 表级锁的锁模式

MyISAM 在执行查询语句前，会自动给涉及的所有表加读锁
MyISAM 在执行更新操作（DML）前，会自动给涉及的表加写锁
对 MyISAM 表进行读操作

其他进程对同一表的操作

读：不阻塞
写：阻塞
 
只有读锁释放后，才会执行其他进程的写操作
 
对 MyISAM 表进行写操作

其他进程对同一表操作

读：阻塞
写：阻塞
 
只有写锁释放后，才会执行其他进程的写操作
 

22. 表锁情况分析及行锁解析

分析表锁定

查看哪些表加了锁

show open tables;
 
分析表锁定的严重程度

 show status like '%table%'

 Table_locks_immediate 能够获取到的锁
 Table_locks_waited 需要等待的锁
 
 Table_locks_immediate/Table_locks_waited> 5000

建议采用 InnoDB 引擎
否则使用 MyISAM 引擎
能够获取到的资源充分时，使用行锁，因此采用 InnoDB
 
 
 

行锁
create table linelock
(
id int(5) primary key auto_increment,
name varchar(20)
)engine=innodb;

insert into linelock(name) values('1');
insert into linelock(name) values('2');
insert into linelock(name) values('3');
insert into linelock(name) values('4');
insert into linelock(name) values('5');

set autocommit=0;
/* 当前会话操作第 6 行 */
insert into linelock values(6, 'a6');
/* 其他会话操作第 6 行 */
/* 无法操作，需要等待锁释放 */
update linelock set name='ax' where id=6;
/* 其他会话操作第 8 行，没有锁，可以操作 */
insert into linelock values(8, 'a8');



某个会话对一行数据进行 DML 操作时，其他会话需要等待锁释放
释放锁

表锁：unlock tables; 或 commit/rollback 事务提交
行锁：commit/rollback 事务提交
 

23. 行锁的主意事项及使用情况分析
行锁转为表锁
show index from linelock;
/* 为 name 列增加索引 */
alter table linelock add index idx_linelock_name(name);

/* 当前会话操作 name='3' 的行 */
update linelock set name='a3x' where name='3';
/* 其他会话操作 name='4' 的行 */
/* name 列索引有效，不同的行操作互不影响 */
update linelock set name='a4x' where name='4';

/* 当前会话操作 name=3 的行 */
/* name 列是 varchar 类型，而 3 是整数类型，类型转换时索引失效，行锁转为表锁 */
update linelock set name='a3x' where name=3;
/* 其他会话操作 name='4' 的行 */
/* name 列索引失效，表被锁定，无法操作 name='4' 行，需要等待锁释放 */
update linelock set name='a4x' where name='4';



如果没有索引，行锁会转为表锁

间隙锁
/* 不存在 id=7 的数据，此时 MySQL 会自动加上间隙锁 */
update linelock set name='x' where id>1 and id<9;

/* 其他会话操作 id=7 需要等待锁释放 */
insert into linelock value(7, 'a7');


行锁的一种特殊情况
MySQL 会自动给间隙加锁

行锁

如果加锁时有 where 语句，where 范围内的数据都会被加锁
并发能力强，效率高

行锁分析
show status like '%innodb_row_lock%';




类型
说明




Innodb_row_lock_current_waits
当前正在等待锁的进程数量


Innodb_row_lock_time
从系统启动到现在，等待总时长


Innodb_row_lock_time_avg
从系统启动到现在，平均等待时长


Innodb_row_lock_time_max
从系统启动到现在，最大等待时长


Innodb_row_lock_waits
从系统启动到现在，等待次数



24. 查询行锁
/* for update 为查询语句加锁 */
select * from linelock where id=2 for update;

/* 其他会话操作该行要等待锁释放 */
update linelock set name='x' where id=2;


通过 for update 对 query 语句加锁
关闭事务自动提交的三种方式

set autocommit =0;
start transaction;
begin;

类型	说明
Innodb_row_lock_current_waits	当前正在等待锁的进程数量
Innodb_row_lock_time	从系统启动到现在，等待总时长
Innodb_row_lock_time_avg	从系统启动到现在，平均等待时长
Innodb_row_lock_time_max	从系统启动到现在，最大等待时长
Innodb_row_lock_waits	从系统启动到现在，等待次数

MySQL 优化学习笔记

简述

目录

1~2. 前置课程，搭建 Centos7 集群环境

配置网络

设置时间同步

安装 JDK

配置环境变量

克隆并修改网络配置

设置节点之间免密登录

3. 前置课程，linux 下 RMP 版 MySQL 安装、启停

4. 前置课程，MySQL 启动问题，配置文件，编码问题

mysql 核心目录

mysql 配置文件

mysql 字符编码

mysql 清屏

3. MySQL 分层、存储引擎

mysql 分层

InnoDB 和 MyISAM 区别

4. SQL 优化

原因

编写过程和解析过程的差异

优化索引

5. B 树与索引

索引

分类

创建索引

方式一

方式二

删除索引

查询索引

SQL 性能问题

6. SQL 优化准备

准备数据

7. explain 中的 id、table

id 值相同

查询课程编号为 2 或教师证编号为 3 的老师信息

查询教授 SQL 课程的老师描述信息

id 值不同

查询教授 SQL 课程的老师描述信息

id 值相同 + id 值不同

查询教授 SQL 课程的老师描述信息

select_type

8. type 级别详解

system

const

eq_ref

ref

9. 索引类型及逐步优化，ken_len 计算方法

range

index，all

总结

possible_keys, key

key_len

10. ref, rows

ref

rows

11. Extra 字段

Using filesort

Using temporary

Using index

Using where

impossible where

12. 优化示例

总结

13. 单表优化及总结

小结

14~15. 多表优化及总结，避免索引失效原则

两张表

避免索引失效的原则

索引优化与预期不符合的情况

16. 常见的优化方法及慢 SQL 排查

exist 和 in

order by 优化

慢查询日志

17. 慢查询阈值和 mysqldumpslow 工具

通过 mysqldumpslow 工具查看慢 SQL

18. 模拟并通过 profiles 分析海量数据

模拟海量数据，存储过程/存储函数

创建存储函数