MySQL零基础从入门到精通(进阶SQL优化篇)

MySQL零基础从入门到精通(进阶SQL优化篇)

SQL优化

insert

如果我们需要一次性往数据库表中插入多条记录,可以从以下三个方面进行优化。

insert into tb_test values(1,'tom'); 
insert into tb_test values(2,'cat'); 
insert into tb_test values(3,'jerry'); 
.....
批量插入数据
Insert into tb_test values(1,'Tom'),(2,'Cat'),(3,'Jerry');

每次insert都需要与数据库建立连接,

进行网络传输,性能较低。
批量插入一次性插入的数据也不建议超过1000条。500—1000较为合适。

手动控制事务
start transaction; 
insert into tb_test values(1,'Tom'),(2,'Cat'),(3,'Jerry'); 
insert into tb_test values(4,'Tom'),(5,'Cat'),(6,'Jerry'); 
insert into tb_test values(7,'Tom'),(8,'Cat'),(9,'Jerry'); 
commit;

避免频繁的开启和提交事务。

主键顺序插入,性能要高于乱序插入。

主键顺序插入,性能要高于乱序插入。

主键乱序插入 : 8 1 9 21 88 2 4 15 89 5 7 3 
主键顺序插入 : 1 2 3 4 5 7 8 9 15 21 88 89

大批量插入数据

如果一次性需要插入大批量数据(比如: 几百万的记录),使用insert语句插入性能较低,此时可以使

用MySQL数据库提供的load指令进行插入。操作如下:
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可以执行如下指令,将数据脚本文件中的数据加载到表结构中:

-- 客户端连接服务端时,加上参数 -–local-infile 
mysql –-local-infile -u root -p 

-- 设置全局参数local_infile为1,开启从本地加载文件导入数据的开关 
set global local_infile = 1; 

-- 执行load指令将准备好的数据,加载到表结构中 
load data local infile '/root/sql1.log' into table tb_user fields terminated by ',' lines terminated by '\n' ;

主键顺序插入性能高于乱序插入

主键优化

数据组织方式

在InnoDB存储引擎中,表数据都是根据主键顺序组织存放的,这种存储方式的表称为索引组织表 (index organized table IOT)
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行数据,都是存储在聚集索引的叶子节点上的。InnoDB的逻辑结构图:
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在InnoDB引擎中,数据行是记录在逻辑结构 page 页中的,而每一个页的大小是固定的,默认16K。

那也就意味着, 一个页中所存储的行也是有限的,如果插入的数据行row在该页存储不小,将会存储

到下一个页中,页与页之间会通过指针连接。

页分裂

页可以为空,也可以填充一半,也可以填充100%。每个页包含了2-N行数据(如果一行数据过大,会行

溢出),根据主键排列

A.主键顺序插入效果

①. 从磁盘中申请页, 主键顺序插入
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②. 第一个页没有满,继续往第一页插入
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③. 当第一个也写满之后,再写入第二个页,页与页之间会通过指针连接
在这里插入图片描述

④. 当第二页写满了,再往第三页写入
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

B. 主键乱序插入效果

①. 加入1#,2#页都已经写满了,存放了如图所示的数据
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②. 此时再插入id为50的记录,我们来看看会发生什么现象

会再次开启一个页,写入新的页中吗?
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不会。因为,索引结构的叶子节点是有顺序的。按照顺序,应该存储在47之后。
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页合并

目前表中已有数据的索引结构(叶子节点)如下
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MERGE_THRESHOLD:合并页的阈值,可以自己设置,在创建表或者创建索引时指定。

索引设计原则
  • 满足业务需求的情况下,尽量降低主键的长度。
  • 插入数据时,尽量选择顺序插入,选择使用AUTO_INCREMENT自增主键。
  • 尽量不要使用UUID做主键或者是其他自然主键,如身份证号。
  • 业务操作时,避免对主键的修改

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order by优化

MySQL的排序,有两种方式:

Using filesort : 通过表的索引或全表扫描,读取满足条件的数据行,然后在排序缓冲区sort buffer中完成排序操作,所有不是通过索引直接返回排序结果的排序都叫 FileSort 排序。

Using index : 通过有序索引顺序扫描直接返回有序数据,这种情况即为 using index,不需要额外排序,操作效率高。

对于以上的两种排序方式,Using index的性能高,而Using filesort的性能低,我们在优化排序操作时,尽量要优化为 Using index

explain select id,age,phone from tb_user order by age ;

在这里插入图片描述

explain select id,age,phone from tb_user order by age, phone ;

在这里插入图片描述

由于 age, phone 都没有索引,所以此时再排序时,出现Using filesort, 排序性能较低。

-- 创建索引 
create index idx_user_age_phone_aa on tb_user(age,phone);

创建索引后,根据age, phone进行升序排序

explain select id,age,phone from tb_user order by age;

在这里插入图片描述

explain select id,age,phone from tb_user order by age , phone; 1

在这里插入图片描述

建立索引之后,再次进行排序查询,就由原来的Using filesort, 变为了 Using index,性能就是比较高的了

创建索引后,根据age, phone进行降序排序

explain select id,age,phone from tb_user order by age desc , phone desc ;

在这里插入图片描述

也出现 Using index, 但是此时Extra中出现了 Backward index scan,这个代表反向扫描索引,因为在MySQL中我们创建的索引,默认索引的叶子节点是从小到大排序的,而此时我们查询排序时,是从大到小,所以,在扫描时,就是反向扫描,就会出现 Backward index scan。 在 MySQL8版本中,支持降序索引,我们也可以创建降序索引。

-- 根据phone,age进行升序排序,phone在前,age在后。
explain select id,age,phone from tb_user order by phone , age; 

在这里插入图片描述

排序时,也需要满足最左前缀法则,否则也会出现 filesort。因为在创建索引的时候, age是第一个字段,phone是第二个字段,所以排序时,也就该按照这个顺序来,否则就会出现 Using filesort。

-- 根据age, phone进行降序一个升序,一个降序
explain select id,age,phone from tb_user order by age asc , phone desc ;

在这里插入图片描述
因为创建索引时,如果未指定顺序,默认都是按照升序排序的,而查询时,一个升序,一个降序,此时就会出现Using filesort。
MySQL零基础从入门到精通(进阶SQL优化篇)_第13张图片

我们可以创建一个索引,这个联合索引中 age 升序排序,phone 倒序排序。

-- 创建联合索引(age 升序排序,phone 倒序排序)
create index idx_user_age_phone_ad on tb_user(age asc ,phone desc); 

explain select id,age,phone from tb_user order by age asc , phone desc ;

在这里插入图片描述

升序/降序联合索引结构图示:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

前提:查询的字段是覆盖索引字段,不涉及到回表。

order by优化原则:
  • 根据排序字段建立合适的索引,多字段排序时,也遵循最左前缀法则。
  • 尽量使用覆盖索引。
  • 多字段排序, 一个升序一个降序,此时需要注意联合索引在创建时的规则(ASC/DESC)。
  • 如果不可避免的出现filesort,大数据量排序时,可以适当增大排序缓冲区大小 sort_buffer_size(默认256k)

group by优化

explain select profession , count(*) from tb_user group by profession ;

在这里插入图片描述

using temporary:临时表 性能不高

--  创建联合索引
create index idx_user_pro_age_sta on tb_user(profession , age , status);

在这里插入图片描述
再执行其他SQL
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仅仅根据age分组,就会出现 Using temporary ;而如果是根据 profession,age两个字段同时分组,则不会出现 Using temporary。原因是因为对于分组操作, 在联合索引中,也是符合最左前缀法则的。

group by优化原则
  • 在分组操作时,可以通过索引来提高效率。
  • 分组操作时,索引的使用也是满足最左前缀法则的。

limit优化

在数据量比较大时,如果进行limit分页查询,在查询时,越往后,分页查询效率越低。
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越往后,分页查询效率越低,这就是分页查询的问题所在。

因为,当在进行分页查询时,如果执行 limit 2000000,10 ,此时需要MySQL排序前2000010 记录,仅仅返回 2000000 - 2000010 的记录,其他记录丢弃,查询排序的代价非常大 。

优化思路: 一般分页查询时,通过创建 覆盖索引 能够比较好地提高性能,可以通过覆盖索引加子查 询形式进行优化。

explain select * from tb_sku t , (select id from tb_sku order by id limit 2000000,10) a where t.id = a.id;
limit优化原则:
  • 覆盖索引+子查询

count优化

select count(*) from tb_user ;

在之前的测试中,我们发现,如果数据量很大,在执行count操作时,是非常耗时的。

  • MyISAM 引擎把一个表的总行数存在了磁盘上,因此执行 count(*) 的时候会直接返回这个数,效率很高; 但是如果是带条件的count,MyISAM也慢。
  • InnoDB 引擎就麻烦了,它执行 count(*) 的时候,需要把数据一行一行地从引擎里面读出来,然后累积计数。

如果说要大幅度提升InnoDB表的count效率,主要的优化思路:自己计数(可以借助于redis这样的数据库进行,但是如果是带条件的count又比较麻烦了)。

count用法

count() 是一个聚合函数,对于返回的结果集,一行行地判断,如果 count 函数的参数不是 NULL,累计值就加 1,否则不加,最后返回累计值。

用法:count(*)、count(主键)、count(字段)、count(数字)

count用法 含义
count(主键) InnoDB 引擎会遍历整张表,把每一行的 主键id 值都取出来,返回给服务层。 服务层拿到主键后,直接按行进行累加(主键不可能为null)
count(字段) 没有not null 约束 : InnoDB 引擎会遍历整张表把每一行的字段值都取出来,返回给服务层,服务层判断是否为null,不为null,计数累加。 有not null 约束:InnoDB 引擎会遍历整张表把每一行的字段值都取出来,返回给服务层,直接按行进行累加。
count(数字) InnoDB 引擎遍历整张表,但不取值。服务层对于返回的每一行,放一个数字“1” 进去,直接按行进行累加。
count(*) InnoDB引擎并不会把全部字段取出来,而是专门做了优化,不取值,服务层直接按行进行累加。

按照效率排序的话,count(字段) < count(主键 id) < count(1) ≈ count(*),所以尽 量使用 count( * )。

update优化

update course set name = 'javaEE' where id = 1 ;

当我们在执行删除的SQL语句时,会锁定id为1这一行的数据,然后事务提交之后,行锁释放

update course set name = 'SpringBoot' where name = 'PHP' ;

当我们开启多个事务,在执行上述的SQL时,我们发现行锁升级为了表锁。 导致该update语句的性能大大降低。

注意点:

更新数据时,一定要根据索引字段进行更新,否则行锁会升级为表锁

InnoDB的行锁是针对索引加的锁,不是针对记录加的锁 ,并且该索引不能失效,否则会从行锁升级为表锁 。

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