根据极客时间学习的资料思考整理,有三个案例,我们根据案例了解一下为什么性能好或不好,希望下次我们再写SQL的时候能够注意,能够写出一个比较完美的SQL!
假设现在有一个表是交易系统,其中交易记录表tradelog包括交易流水号(tradeid)、交易员id(operator)、交易时间(t_modified)等字段,建表语句如下:
CREATE TABLE `tradelog` (
`id` int(11) NOT NULL,
`tradeid` varchar(32) DEFAULT NULL,
`operator` int(11) DEFAULT NULL,
`t_modified` datetime DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `tradeid` (`tradeid`),
KEY `t_modified` (`t_modified`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
insert into tradelog values(1, 'aaaaaaaa', 1000, now());
insert into tradelog values(2, 'aaaaaaab', 1000, now());
insert into tradelog values(3, 'aaaaaaac', 1000, now());
INSERT INTO `tradelog` VALUES (4, 'aaaaaaad', 1000, '2022-07-01 12:05:23');
INSERT INTO `tradelog` VALUES (5, 'aaaaaaaf', 1000, '2021-07-22 12:06:08');
INSERT INTO `tradelog` VALUES (6, 'aaaaaaae', 1000, '2023-04-01 12:08:30');
我们的数据有2021~2023的数据,假设让你统计所有年份中7月份的交易记录总数,你的SQL大致会这么写:
select count(*) from tradelog where month(t_modified)=7
由于t_modified上有索引,所以你觉得可以,但如果你的数据量很多,你会发现这个SQL语句执行很久,才返回结果。为什么呢?
你大概已经猜到了,对字段做了函数计算就用不上索引了,这是MySql的规定。
但是你试了下如下的sql语句发现走索引了,为什么这样行,上面就不行呢
select count(*) from tradelog where t_modified='2021-07-22 12:06:08'
下面是 t_modified索引的示意图,方框上面的数字就是montg()函数对应的值。
如果你的SQL语句是t_modified='2021-07-22 12:06:08'的话,它就会按上面的卢瑟箭头走,快速定位结果。B+tree的快速搜索能力来源于同一层兄弟节点的有序性,如果计算month传入7,在树的第一层就不知道怎么办了。
也就是说,对索引做函数操作,可能会破坏索引值的有序性,因此优化器就放弃了走树搜索功能。
但没有放弃使用这个索引,我们看下执行计划:
EXPLAIN select count(*) from tradelog where month(t_modified)=7
看下下面的执行计划,我们的KEY索引走的是t_modified,但是总共数据6条,就扫描了6次,
因为添加了month()函数导致全索引扫描,我们可以用如下语句优化下,为了让其能够使用预期的索引:
select count(*) from tradelog where (t_modified>='2021-07-01' and t_modified<='2021-08-01')
or (t_modified>='2022-07-01' and t_modified<='2022-08-01')
or (t_modified>='2023-07-01' and t_modified<='2023-08-01')
看下执行计划:
我们这个sql语句最后统计5条数据,所以rows扫描了5条数据,而不是6条数据,看下type是采用的range代表扫描给定范围的索引数据
不过引申出来其他的优化器“偷懒”行为,比如不改变有序的函数,也不会使用索引,如下SQL语句:
#全表扫描,不使用索引
EXPLAIN select * from tradelog where id+1=6
执行计划如下:代表了没有使用索引,全表扫描
我们改成如下的SQL语句就可以使用上索引:
# 索引查找
EXPLAIN select * from tradelog where id=6-1
看执行计划,还是最好的使用索引方式,只扫描一行数据
我们看下下面这个语句,我们知道tradeid的类型是字符串类型,然后我们查询条件给的是int类型,看下会发生什么?
EXPLAIN select * from tradelog where tradeid=122222
发现索引失效了,没有用到索引而是全表扫描,正常应该是用到tradeid的索引的,
出现上面的原因是因为进行了类型转换,需要把数字转换为字符串,这时候需要内置函数处理的,因为使用了内置函数转换,所以导致了索引失效。这个语句就相当于 select * from tradelog where CAST(tradeid as signed int)=122222;这个语句,使用了CAST函数进行转换。
再给你一个SQL语句,查询条件是id,我们知道id是int,查询条件是字符串,那么这个语句会进行全表扫描吗?
EXPLAIN select * from tradelog where id='1'
答案是不会,我们看执行计划就知道,走了索引,为什么这样的就不会索引失效呢?
在这里是字符串转数字,在MySql中,字符串隐式的转换为数字,因为不用使用内置函数,所以不会导致索引失效。
我们在添加一个表,叫记录交易细节表把,表名叫trade_detail,建表语句如下:
CREATE TABLE `trade_detail` (
`id` int(11) NOT NULL,
`tradeid` varchar(32) DEFAULT NULL,
`trade_step` int(11) DEFAULT NULL, /*操作步骤*/
`step_info` varchar(32) DEFAULT NULL, /*步骤信息*/ PRIMARY KEY (`id`),
KEY `tradeid` (`tradeid`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
insert into trade_detail values(1, 'aaaaaaaa', 1, 'add');
insert into trade_detail values(2, 'aaaaaaaa', 2, 'update');
insert into trade_detail values(3, 'aaaaaaaa', 3, 'commit');
insert into trade_detail values(4, 'aaaaaaab', 1, 'add');
insert into trade_detail values(5, 'aaaaaaab', 2, 'update');
insert into trade_detail values(6, 'aaaaaaab', 3, 'update again');
insert into trade_detail values(7, 'aaaaaaab', 4, 'commit');
insert into trade_detail values(8, 'aaaaaaac', 1, 'add');
insert into trade_detail values(9, 'aaaaaaac', 2, 'update');
insert into trade_detail values(10, 'aaaaaaac', 3, 'update again');
insert into trade_detail values(11, 'aaaaaaac', 4, 'commit');
我们查询下id=2的交易所有操作步骤信息:
EXPLAIN select d.* from tradelog l,trade_detail d where d.tradeid=l.tradeid and l.id=2
查看下执行计划:
发现tradelog表执行了索引操作,而trade_detail则没有索引进行了全表扫描,按道理应该使用的tradeid索引的。
这个执行的步骤是:
所以很明显第三步没有达到我们地预期目的使用tradeid索引操作。那么究其原因,就是我们两个表地字符集不一样,tradelog为utf8mb4,而trade_detail表则是utf8字符集,因为utf8mb4是utf8字符集地超集,做自动类型转换时避免截取数据错误,按照“数据长度增加”方向进行转换地。
因此在处理时需要把trade_detail字段一个一个地转换为utf8mb4,再跟tradelog对应数据做比较,实际上这个语句等通过下面这个写法
select * from trade_detail where CONVERT(tradeid USING uft8mb4)=$tradelog.tradeid.value;
也就是说使用了转换函数,又是这个原因,对字段做函数操作,放弃走树搜索功能。
除了使用函数导致索引失效,用函数也是有方法的,上面的失效原因是因为trade_detail是utf8,默认的话肯定是要按utf8mb4转换,所以,trade_detail字段本身就要转换成utf8mb4,这样索引就会失效。(此处不懂可以往下看,下面的示例结合你慢慢品品就应该懂了)。
那假如下面这个SQL语句呢?查找 "trade_detail表里id=4的操作,对应操作者是谁?"看下SQL语句和执行计划:
EXPLAIN select l.operator from tradelog l,trade_detail d where d.tradeid=l.tradeid and d.id=4;
我们发现全都使用了索引,这是怎么回事呢?
我们执行这个语句是先到trade_detail里通过主键索引查询到一行id为4的数据,然后取出tradeid的值,然后拿这个值去tradelog中跟根据tradeid进行匹配,到这里也就是第三步,我们单独看第三步其实就是如下SQL语句。
select operator from trade_log where tradeid=$trade_detail.tradeid.value
而trade_detail字符集是utf8,要转换成utf8mb4,所以过程如下:
select operator from trade_log where tradeid=CONVERT($trade_detail.tradeid.value USING utf8mb4)
因为这里的CONVERT的函数时输入参数上的,所以可以使用tradeid索引,而如果查询条件里在字段上使用函数操作时则索引会失效,尽量优化到在函数结果上创建。
你可以多品品,在最后一步变为了trade_log表,这个表本身的数据集就是utf8mb4,所以它的条件本身不需要变动,而trade_detail表是utf8,需要变动,所以只需要在tradeid=(进行转换变动)这种情况下可以使用索引。
咱们了解以后,对下面这个语句做怎样的优化呢?
select d.* from tradelog l,trade_detail d where d.tradeid=l.tradeid and l.id=2
EXPLAIN select d.* from tradelog l,trade_detail d where d.tradeid=CONVERT(l.tradeid using utf8) and l.id=2
alter table trade_detail modify tradeid varchar(32) CHARACTER set utf8mb4 DEFAULT null;
执行计划:再执行下SQL,这样就没有字符集的问题了。今天的内容就到这里了,拜拜!