MySQL程序员我爱编程

MySql 全方位基础优化

2018-02-24  本文已影响100人  紫霞等了至尊宝五百年

SQL优化

通过show status命令了解各种sql的执行效率

查看本session的sql执行效率
show status like 'Com_%';
查看全局的统计结果
SHOW GLOBAL STATUS LIKE  'Com_%'
查看服务器的状态
show global status;

结果

上面的参数是对所有存储引擎的表进行累计，下面参数是针对InnoDB存储引擎的，累加的算法也是略有不同的

通过上述的参数可以了解当前数据库的应用是插入更新为主还是查询操作为主，以及各类的SQL的执行比例是多少。对于更新操作的计算，是对执行次数的计数，无论提交还是回滚都会进行累加对于事务形的应用，通过Com_commit和Com_rollback可以了解事务提交和回滚的情况，对于回滚操作非常频繁的数据库，可能意味着应用编写存在的问题

定位执行效率低的SQL语句

  1. 通过慢查询日志定位那些执行效率较低的sql语句，用--log-show-queries[=file_name]选项去启动，mysqlId写一个包含所有执行时间超过long_querty_time秒的sql语句的日志文件
  2. 慢查询日志在查询结束后才记录，所以在应用反应执行效率出现问题的时候查询慢查询日志并不能定位问题，可以使用show processlist命令查看当前Mysql在进行的线程，包括线程的状态，是否锁表等，可以实时查看sql的执行情况，同时对一些锁表进行优化
通过explain分析执行sql的执行计划

explain或者desc获取mysql如何执行select语句的信息

explain select * from user;

结果 包含，id，select_type,table.type....

每个列说明

type=all，全表扫描，mysql遍历全表来找到匹配的行
explain select * from film where rating>9
type=index,索引全扫描，MySQL遍历整个索引来查询匹配的行
explain select title from film
type=range,索引范围扫描，常见<,<=,>,>=,between
 explain select * from payment where customer_id>=300 and customer_id<=350
type=ref，使用费索引扫描或唯一索引的前缀扫描
explain select * from payment where customer_id=350
type=eq_ref,类似ref，区别在于使用的索引是唯一索引，对于每个索引键值，表中有一条记录匹配；简单来说就是多表连接使用primary key或者unique index作为关联条件
explain select * from film a,film_text b where a.film_id=b.film_id
type=const/system,单表中最多有一个匹配行，查询起来非常迅速，索引这个匹配行中的其他列的值可以被优化器在当前查询中当做常量来处理,例如根据主键primary key或者唯一一个索引来查询

type null,mysql不用访问数据库直接得到结果
explain select 1 from dual where 1

mysql 4.1引入了explain extended命令，通过explain extended 加上show warnings可以查看mysql 真正被执行之前优化器所做的操作

explain select * from users;
show warnings;
可以从warning的字段中能够看到，会去除一些恒成立的条件，可以利用explain extended的结果来迅速的获取一个更清晰易读的sql语句

通过show profile 分析sql

查看mysql是否支持profile
select @@have_profiling;

默认profiling是关闭的，可以通过set语句在session级别启动profiling;
select @@profiling;

set profiling=1;

通过profile，我们能够更清楚的了解sql执行的过程。例如我们知道，MyISAM表有表元数据的缓存（例如行，即COUNT()值),对于MyISAM表的COUNT()是不需要消耗太多资源，而对于Innodb来说，就没有这种元数据，CONUT（*）执行的比较慢

select count(*) from users;
执行完毕查看 
show profiles

可以查看之前的queryid
show profile for query 2； 可以查看执行过程中线程的每个状态和消耗时间
其中 sendingdata 状态表示mysql线程开始访问数据行并把结果返回给客户端，而不仅仅是返回给客户端，由于在sending data状态下，mysql线程往往需要做大量的磁盘读取操作；所以经常是整个查询中最耗时的状态

mysql 支持进一步选择all,cpu,block io,context,switch,page faults等明细来查看mysql在使用什么资源上耗费了过高的时间，例如，选择查看cpu的耗费时间

show profile cpu for query 6;

对比MyISAM的操作，同样执行count(*)操作，检查profile，Innodb表经历了Sending data状态，而MyISAM的表完全不需要访问数据
如果对Mysql 源码感兴趣，可以通过show profile source for query查看sql解析执行过程的每个步骤对应的源码文件

show profile source for query 6

通过trace分析优化器如何
MySql 5.6提供对sql的跟踪trace，通过trace文件能够进一步了解为什么优化器选择A执行计划而不选择B执行计划，帮助我们更好地了解优化器的行为

使用方式
首先打开trace，设置格式为json，设置trace最大能够使用的内存，避免解析过程中因为默认内存小而不能完整显示
set optimizer_trace="enabled=on",end_markers_in_json=on;
set optimizer_trace_max_mem_size=1000000;

接下来执行trace的sql语句，
select * from ....where....
最后检查information_schema.optimizer_trace就可以知道Mysql如何执行sql
select * from information_schema.optimizer_trace

索引问题

mysql提供四种索引

MySql目前不支持函数索引，但是能对列的前面某一部分进行索引，例如标题title字段，可以只取title的前10个字符索引，这样的特性大大缩小了索引文件的大小，但前缀索引也有缺点，在排序order by和分组group by操作的时候无法使用

create index idx_title on film(title(10));
索引 MyISAM引擎 InnoDB引擎 Memory引擎
B-Tree索引 支持 支持 支持
HASH索引 不支持 不支持 支持
R-Tree索引 支持 不支持 不支持
Full-text索引 支持 暂不支持 不支持

常用的索引就是B-tree索引和hash索引，资只有memory引擎支持HASH索引，hash索引适用于key-value查询，通过hash索引比B-tree索引查询更加迅速，但是hash索引不支持范围查找例如<><==,>==等操作，如果使用memory引擎并且where不使用=进行 索引列，就不会用的索引。Memory只有在"="的条件下才会使用索引

简单的优化方法

本语句可以用于分析和存储表的关键字分布，分析的结果可以使得系统得到准确的统计信息使得sql，能够生成正确的执行计划。如果用户感觉实际执行计划并不预期的执行计划，执行一次分析表可能会解决问题

analyze table payments;

检查表：检查表：检查表的作用是检查一个表或多个表是否有错误,也可以检查视图是否错误

check table payment;

优化表:如果删除了表的一大部分，或者如果已经对可变长度的行表（含varchar、blob、text列）的表进行改动，则使用optimize 进行表优化，这个命令可以使表中的空间碎片进行合并、并且可以消除由于删除或者更新造成的空间浪费

optimize table payment;

对于innodb引擎的表，可以通过设置innodb_file_per_taable参数，设置InnoDb为独立表空间模式，这样每个数据库的每个表都会生成一个独立的idb文件，用于存储表的数据和索引，可以一定程度减少Innodb表的空间回收问题,另外，在删除大量数据后，Innodb表可以通过alter table但是不锈钢引擎方式来回收不用的空间

alter table payment enigine=innodb;

ANALYZE,CHECK,OPTIMIZE,ALTER TABLE执行期间都是对表进行锁定，因此要在数据库不频繁的时候执行相关的操作

存储过程与触发器的区别

两者唯一的区别是触发器不能用EXECUTE语句调用，而是在用户执行Transact-SQL语句时自动触发（激活）执行。
触发器是在一个修改了指定表中的数据时执行的存储过程。
通常通过创建触发器来强制实现不同表中的逻辑相关数据的引用完整性和一致性。
触发器不同于存储过程，触发器主要是通过事件执行触发而被执行的，
存储过程可以通过存储过程名称名字而直接调用。
当对某一表进行诸如UPDATE、INSERT、DELETE这些操作时，SQLSERVER就会自动执行触发器所定义的SQL语句，从而确保对数据的处理必须符合这些SQL语句所定义的规则。

面试回答数据库优化问题从以下几个层面入手

（1）、根据服务层面：配置mysql性能优化参数；
（2）、从系统层面增强mysql的性能：优化数据表结构、字段类型、字段索引、分表，分库、读写分离等等。
（3）、从数据库层面增强性能：优化SQL语句，合理使用字段索引。
（4）、从代码层面增强性能：使用缓存和NoSQL数据库方式存储，如MongoDB/Memcached/Redis来缓解高并发下数据库查询的压力。
（5）、减少数据库操作次数，尽量使用数据库访问驱动的批处理方法。
（6）、不常使用的数据迁移备份，避免每次都在海量数据中去检索。
（7）、提升数据库服务器硬件配置，或者搭建数据库集群。
（8）、编程手段防止SQL注入：使用JDBC PreparedStatement按位插入或查询；正则表达式过滤（非法字符串过滤）；

大批量的插入数据

当用load导入数据，适当的设置可以提供导入的速度
对于MyISAM存储引擎的表，可以通过以下方式快速导入大量的数据

alter table tab_name disable keys;
loading the data
alter table tab_name disable keys;

disable keys和enable keys 用来打开或者关闭MyISAM表非索引的更新。在导入大量的数据到一个非空的MyISAM表，通过设置这两个命令，可以提高导入的效率
对于Innodb类型的表不能使用上面的方式提高导入效率
因为Innodb类型的表是按照主键的顺序保存，所有将导入的数据按照主键的顺序排序，可以有效地提高导入数据的效率

在导入数据强执行SET UNIQUE_CHECKS=0，关闭唯一性校验，在导入结束后执行SET UNIQUE_CHECKS=1.恢复唯一性校验，可以提高导入的效率，如果应用使用自动提交的方式，建议在导入前执行SET AUTOCOMMIT=0时，关闭自动提交，导入结束后再执行SET AUTOCOMMIT=1，打开自动提交，也可以提高导入的效率

优化insert语句

优化ORDER BY语句

```
explain select customer_id from customer order by store_id;
```
表

违反规则,则filesort

优化目标:尽量减少额外的排序，通过索引直接返回有序数据.where和ordery by 使用相同的索引，并且order by的顺序和索引顺序相同，并且order by的字段都是升序或者都是降序。否则肯定需要额外的排序操作，这样就会出现filesort

优化group by 语句

如果查询包括group by 但用户想要避免排序结果的消耗，可以指定group by null

优化嵌套查询

子查询可以被更有效率的连接替代

explain select * from customer where customer_id not in(select customer_id from payment)

explain select * from customer a left join payment b on a.customer_id=b.customer_id where b.customer id is null

连接之所用更有效率是因为mysql不需要在内存中创建临时表来完成这个逻辑上需要两个步骤的查询工作

优化分页查询

一般分页查询，通过创建覆盖索引能够比较好地提高性能。一个场景是"limit 1000,20",此时Mysql排序出前1020条数据后仅仅需要返回第1001到1020条记录，前1000条数据都被抛弃，查询和排序代价非常高

优化方式：可以增加一个字段last_page_record.记录上一页和最后一页的编号，通过

explain select ...where last_page_record<... desc limt ..

如果排序字段出现大量重复字段，不适用这种方式进行优化

MySql常用技巧

正则表达式的使用

序列 序列说明
^ 字符串的开始处进行排序
$ 在字符串的末尾处进行匹配
. 匹配任意单个字符串，包括换行服
[...] 匹配括号内的任意字符
{FNXX==XXFN} 匹配不出括号内任意字符
a* 匹配零个或多个a(包括空串)
a+ 匹配一个或多个a（不包括字符串)
a? 匹配一个或零个a
a1\ a2 匹配a1或a2
a(m) 匹配m个a
a(m,) 匹配m个或更多a
a(m,n) 匹配m到n个a
a(,n) 匹配0到n个a
(...) 将模式元素组成单一元素

使用

select 'abcdefg' regexp '^a';
.....

如果range()提取随机行

随机抽取某些行

select * from categrory order by rand() limit 5;

利用group by的with rollup 子句

使用Group By的with rollup可以检索更多分组聚合信息

select date_from(payment_date,'%Y-%M'),staff_id,sum(amount) from payment group by date_formate(payment_date,'%Y-%M'),staff_id;

用BIT GROUP FUNCTIONS做统计

使用GROUP BY语句和BIT_AND、BIT_OR函数完成统计工作，这两个函数的一般用途就是做数值之间的逻辑

优化数据库对象

优化表类型

表需要使用何种数据类型工具应用来判断，虽然考虑字段的长度会有一定的冗余，但是不推荐让很多字段都留有大量的冗余，这样既浪费磁盘的存储空间，同时在应用操作时也浪费物理内存mysql，可以使用函数procedure analyse对当前的表进行分析

//输出的每一类信息都对数据表中的列的数据类型提出优化建议。第二语句高数procedure anaylse不要为那些包含的值多余16个或者256个字节的enum类型提出建议，如果没有这个限制，输出的信息可能很长；ENUM定义通常很难阅读，通过输出信息，可以将表中的部分字段修改为效率更高的字段
select * from tb1_name procedure analyse();
select * from tb2_name procedure analyse(16,256);

通过拆分提高表的访问效率

逆规范化

数据库设计时需要瞒住规范化，但是规范化程度越高，产生的关系就越多，关系越多直接结果就是表直接的连接操作越频繁，而表连接的操作是性能较低的操作，直接影响到查询的数据。
反规范化的好处在于降低连接操作的需求，降低外码和索引的数目，还可以减少表的树木，相应带来的问题可能出现数据的完整性问题。加快查询速度，但是降低修改速度。好的索引和其他方法经常能够解决性能问题，而不必采用反规范这种方法
采用的反规范化技术

维护数据的完整性

使用中间表提高统计查询速度

对于数据量较大的表，在其上进行统计查询通常会效率很低，并且还要考虑统计查询是
否会对在线的应用产生负面影响。通常在这种情况下，使用中间表可以提高统计查询的效率
session 表记录了客户每天的消费记录，表结构如下：

CREATE TABLE session (
cust_id varchar(10) , --客户编号
cust_amount DECIMAL(16,2), --客户消费金额
cust_date DATE, --客户消费时间
cust_ip varchar(20) –客户IP 地址
)

由于每天都会产生大量的客户消费记录,所以session 表的数据量很大,现在业务部门有
一具体的需求：希望了解最近一周客户的消费总金额和近一周每天不同时段用户的消费总金
额。针对这一需求我们通过2 种方法来得出业务部门想要的结果。
方法1：在session 表上直接进行统计,得出想要的结果。

select sum(cust_amount) from session where cust_date>adddate(now(),-7);

方法2：创建中间表tmp_session，表结构和源表结构完全相同。

CREATE TABLE tmp_session (
cust_id varchar(10) , --客户编号
cust_amount DECIMAL(16,2), --客户消费金额
cust_date DATE, --客户消费时间
cust_ip varchar(20) –客户IP 地址
) ;

insert into tmp_session select * from session where cust_date>adddate(now(),-7);

转移要统计的数据到中间表,然后在中间表上进行统计，得出想要的结果。
在中间表上给出统计结果更为合适,原因是源数据表(session 表)
cust_date 字段没有索引并且源表的数据量较大，所以在按时间进行分时段统计时效率
很低，这时可以在中间表上对cust_date 字段创建单独的索引来提高统计查询的速度。
中间表在统计查询中经常会用到，其优点如下:

  1. 中间表复制源表部分数据，并且与源表相“隔离”，在中间表上做统计查询不
    会对在线应用产生负面影响.
  2. 中间表上可以灵活的添加索引或增加临时用的新字段,从而达到提高统计查询
    效率和辅助统计查询作用。
上一篇 下一篇

猜你喜欢

热点阅读