【性能问题】如何解决MySQL索引失效带来的性能瓶颈这个棘手问题？

一、背景

在上线的一个S1服务中，偶现db请求高时延，触发了sql执行超过2秒阈值告警，连续好几天都不规律触发告警，频率为每天1次。涉及的影响：如果超时，会导致新用户注册失败。所以Dev决定联合dba排查一下该现象的原因。

二、分析过程

2.1 live环境确认

dba根据告警日志信息，抓取抓取高时延SQL请求，在生产环境执行该sql，分析该SQL会全表扫描，没有预期的索引查询，耗时高达：40秒。

SELECT c1, c2, c3, c4, c5
	, c6, c7, c8, c9, c10
FROM tab_t1
WHERE c1 = 'v1'
	OR c2 = 'v2'
	OR c3 = 'v3'
	OR c4 = 'v4'
	OR c5 = 'v5'
	OR c6 = 'v6'
	OR c7 = 'v7'
	OR c8 = 'v8'

2.2 non-live环境复现

验证发现，nonlive的执行计划会走索引查询，而不是live环境的全表扫描。

2.3 nonlive&live执行计划不一致原因分析

数据量不一致：nolive环境查询出1条记录，live环境可以查询处20000+条记录，可能导致mysql优化器认为全表扫描比使用索引更高效（不是所有请求都走全表扫描可以解释live环境高时延偶现现象）

三、优化方式

or 语句改成 union 语句，强制mysql走索引查询

(SELECT c1, c2, c3, c4, c5
  , c6, c7, c8, c9, c10
FROM tab_t1
WHERE c1 = 'v1')
UNION
(SELECT c1, c2, c3, c4, c5
  , c6, c7, c8, c9, c10
FROM tab_t1
WHERE c2 = 'v2')
UNION
(SELECT c1, c2, c3, c4, c5
  , c6, c7, c8, c9, c10
FROM tab_t1
WHERE c3 = 'v3')
UNION
(SELECT c1, c2, c3, c4, c5
  , c6, c7, c8, c9, c10
FROM tab_t1
WHERE c4 = 'v4')
UNION
(SELECT c1, c2, c3, c4, c5
  , c6, c7, c8, c9, c10
FROM tab_t1
WHERE c5 = 'v5')
UNION
(SELECT c1, c2, c3, c4, c5
  , c6, c7, c8, c9, c10
FROM tab_t1
WHERE c6 = 'v6')
UNION
(SELECT c1, c2, c3, c4, c5
  , c6, c7, c8, c9, c10
FROM tab_t1
WHERE c7 = 'v7')
UNION
(SELECT c1, c2, c3, c4, c5
  , c6, c7, c8, c9, c10
FROM tab_t1
WHERE c8 = 'v8')

四、知识总结–MySQL索引失效的原因

MySQL索引失效的原因有很多，下面列举几个比较常见的原因。

1.数据量太大
如果数据库中的数据量太大，索引可能会失效。这是因为当查询条件返回的数据太多时，MySQL会选择放弃使用索引而使用全表扫描。

2.索引列数据类型不匹配
如果索引列的数据类型与查询条件的数据类型不匹配，索引也会失效。例如，如果索引列的数据类型是VARCHAR，而查询条件是INT，MySQL将无法使用该索引。

3.索引列被函数处理
如果查询条件中包含函数，那么MySQL将无法使用索引。例如，如果查询条件是“SELECT * FROM my_table WHERE YEAR(created_at) = 2022”，MySQL将无法使用索引。

4.索引列使用了函数
如果索引列中使用了函数，MySQL将无法使用该索引。例如，如果索引列是“CONCAT(first_name, ’ ', last_name)”而查询条件是“WHERE first_name = ‘Tom’”，MySQL将无法使用该索引。

5.索引列过多
如果表中有太多的索引列，索引的效率将降低。这是因为MySQL需要在多个索引中进行选择，导致查询变慢。

6.查询条件中使用了OR
如果查询条件中使用了OR，MySQL将无法使用索引。例如，“SELECT * FROM my_table WHERE age = 20 OR age = 30”，MySQL将无法使用索引。

7.索引列上存在NULL值
如果索引列上存在NULL值，MySQL将无法使用该索引。这是因为NULL值不能与其他值进行比较。

五、知识总结–如何检测MySQL索引失效

1.使用EXPLAIN
EXPLAIN命令可以帮助我们分析查询语句的执行计划，从而找出索引失效的原因。例如，我们可以运行“EXPLAIN SELECT * FROM my_table WHERE age = 20”来查看MySQL是否使用了索引。如果MySQL使用了索引，我们会在Extra列中看到“Using index”。

2.使用慢查询日志
MySQL慢查询日志可以记录执行时间超过指定阈值的SQL语句，从而帮助我们找出可能存在索引失效的查询语句。可以通过修改MySQL配置文件中的slow_query_log参数来开启慢查询日志。然后通过分析慢查询日志来确定哪些查询语句执行时间过长，并检查是否存在索引失效的情况。

3.使用监控工具
MySQL有很多监控工具可以帮助我们分析数据库的性能瓶颈。其中一些工具可以分析查询语句的执行计划，并找出可能存在索引失效的问题。例如，Percona Toolkit和pt-query-digest可以帮助我们分析查询语句的执行计划，并找出可能存在索引失效的问题。

六、知识总结–如何修复MySQL索引失效

1.优化查询语句
如果查询语句不够优化，MySQL可能会放弃使用索引。我们可以通过重构查询语句来解决这个问题。例如，我们可以尽可能地避免使用OR，避免在索引列上使用函数，避免在查询条件中使用NULL值等等。

2.添加索引
如果某个查询语句没有使用索引，我们可以考虑为相应的列添加索引。但是要注意不要过度添加索引，因为这会影响MySQL的性能。

3.优化数据表结构
如果数据表结构不够优化，索引的效率也会受到影响。我们可以考虑优化数据表结构，例如将大型文本字段拆分为多个字段，将多个表拆分为多个表等等。

4.调整MySQL配置参数
MySQL有许多配置参数可以影响索引的效率。我们可以根据具体情况调整这些参数，例如key_buffer_size、innodb_buffer_pool_size等等。