分頁查詢是最常用的場景之一，但也通常也是最容易出問題的地方。比如對于下面簡單的語句，一般 DBA 想到的辦法是在 type、 name、 create_time 字段上加組合索引。這樣條件排序都能有效的利用到索引，性能迅速提升。

SELECT*
FROMoperation
WHEREtype='SQLStats'
ANDname='SlowLog'
ORDERBYcreate_time
LIMIT1000,10;

好吧，可能90%以上的 DBA 解決該問題就到此為止。但當(dāng) LIMIT 子句變成 “LIMIT 1000000,10” 時，程序員仍然會抱怨：我只取10條記錄為什么還是慢？

要知道數(shù)據(jù)庫也并不知道第1000000條記錄從什么地方開始，即使有索引也需要從頭計算一次。出現(xiàn)這種性能問題，多數(shù)情形下是程序員偷懶了。

在前端數(shù)據(jù)瀏覽翻頁，或者大數(shù)據(jù)分批導(dǎo)出等場景下，是可以將上一頁的最大值當(dāng)成參數(shù)作為查詢條件的。SQL 重新設(shè)計如下：

SELECT*
FROMoperation
WHEREtype='SQLStats'
ANDname='SlowLog'
ANDcreate_time>'2017-03-161400'
ORDERBYcreate_timelimit10;

2、隱式轉(zhuǎn)換

SQL語句中查詢變量和字段定義類型不匹配是另一個常見的錯誤。比如下面的語句：

mysql>explainextendedSELECT*
>FROMmy_balanceb
>WHEREb.bpn=14000000123
>ANDb.isverifiedISNULL;
mysql>showwarnings;
|Warning|1739|Cannotuserefaccessonindex'bpn'duetotypeorcollationconversiononfield'bpn'

其中字段 bpn 的定義為 varchar(20)，MySQL 的策略是將字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)字之后再比較。函數(shù)作用于表字段，索引失效。

上述情況可能是應(yīng)用程序框架自動填入的參數(shù)，而不是程序員的原意。現(xiàn)在應(yīng)用框架很多很繁雜，使用方便的同時也小心它可能給自己挖坑。

3、關(guān)聯(lián)更新、刪除

雖然 MySQL5.6 引入了物化特性，但需要特別注意它目前僅僅針對查詢語句的優(yōu)化。對于更新或刪除需要手工重寫成 JOIN。

比如下面 UPDATE 語句，MySQL 實際執(zhí)行的是循環(huán)/嵌套子查詢（DEPENDENT SUBQUERY)，其執(zhí)行時間可想而知。

UPDATEoperationo
SETstatus='applying'
WHEREo.idIN(SELECTid
FROM(SELECTo.id,
o.status
FROMoperationo
WHEREo.group=123
ANDo.statusNOTIN('done')
ORDERBYo.parent,
o.id
LIMIT1)t);

執(zhí)行計劃：

+----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+
|id|select_type|table|type|possible_keys|key|key_len|ref|rows|Extra|
+----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+
|1|PRIMARY|o|index||PRIMARY|8||24|Usingwhere;Usingtemporary|
|2|DEPENDENTSUBQUERY||||||||ImpossibleWHEREnoticedafterreadingconsttables|
|3|DERIVED|o|ref|idx_2,idx_5|idx_5|8|const|1|Usingwhere;Usingfilesort|
+----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+

重寫為 JOIN 之后，子查詢的選擇模式從 DEPENDENT SUBQUERY 變成 DERIVED，執(zhí)行速度大大加快，從7秒降低到2毫秒。

UPDATEoperationo
JOIN(SELECTo.id,
o.status
FROMoperationo
WHEREo.group=123
ANDo.statusNOTIN('done')
ORDERBYo.parent,
o.id
LIMIT1)t
ONo.id=t.id
SETstatus='applying'

執(zhí)行計劃簡化為：

+----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+
|id|select_type|table|type|possible_keys|key|key_len|ref|rows|Extra|
+----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+
|1|PRIMARY||||||||ImpossibleWHEREnoticedafterreadingconsttables|
|2|DERIVED|o|ref|idx_2,idx_5|idx_5|8|const|1|Usingwhere;Usingfilesort|
+----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+

4、混合排序

MySQL 不能利用索引進行混合排序。但在某些場景，還是有機會使用特殊方法提升性能的。

SELECT* 
FROMmy_ordero
INNERJOINmy_appraiseaONa.orderid=o.id
ORDERBYa.is_replyASC,
a.appraise_timeDESC
LIMIT0,20

執(zhí)行計劃顯示為全表掃描：

+----+-------------+-------+--------+-------------+---------+---------+---------------+---------+-+
|id|select_type|table|type|possible_keys|key|key_len|ref|rows|Extra
+----+-------------+-------+--------+-------------+---------+---------+---------------+---------+-+
|1|SIMPLE|a|ALL|idx_orderid|NULL|NULL|NULL|1967647|Usingfilesort|
|1|SIMPLE|o|eq_ref|PRIMARY|PRIMARY|122|a.orderid|1|NULL|
+----+-------------+-------+--------+---------+---------+---------+-----------------+---------+-+

由于 is_reply 只有0和1兩種狀態(tài)，我們按照下面的方法重寫后，執(zhí)行時間從1.58秒降低到2毫秒。

SELECT*
FROM((SELECT*
FROMmy_ordero
INNERJOINmy_appraisea
ONa.orderid=o.id
ANDis_reply=0
ORDERBYappraise_timeDESC
LIMIT0,20)
UNIONALL
(SELECT*
FROMmy_ordero
INNERJOINmy_appraisea
ONa.orderid=o.id
ANDis_reply=1
ORDERBYappraise_timeDESC
LIMIT0,20))t
ORDERBYis_replyASC,
appraisetimeDESC
LIMIT20;

5、EXISTS語句

MySQL 對待 EXISTS 子句時，仍然采用嵌套子查詢的執(zhí)行方式。如下面的 SQL 語句：

SELECT*
FROMmy_neighborn
LEFTJOINmy_neighbor_applysra
ONn.id=sra.neighbor_id
ANDsra.user_id='xxx'
WHEREn.topic_status'xxx')
ANDn.topic_type<>5

執(zhí)行計劃為：

+----+--------------------+-------+------+-----+------------------------------------------+---------+-------+---------+-----+
|id|select_type|table|type|possible_keys|key|key_len|ref|rows|Extra|
+----+--------------------+-------+------+-----+------------------------------------------+---------+-------+---------+-----+
|1|PRIMARY|n|ALL||NULL|NULL|NULL|1086041|Usingwhere|
|1|PRIMARY|sra|ref||idx_user_id|123|const|1|Usingwhere|
|2|DEPENDENTSUBQUERY|m|ref||idx_message_info|122|const|1|Usingindexcondition;Usingwhere|
+----+--------------------+-------+------+-----+------------------------------------------+---------+-------+---------+-----+

去掉 exists 更改為 join，能夠避免嵌套子查詢，將執(zhí)行時間從1.93秒降低為1毫秒。

SELECT*
FROMmy_neighborn
INNERJOINmessage_infom
ONn.id=m.neighbor_id
ANDm.inuser='xxx'
LEFTJOINmy_neighbor_applysra
ONn.id=sra.neighbor_id
ANDsra.user_id='xxx'
WHEREn.topic_status5

新的執(zhí)行計劃：

+----+-------------+-------+--------+-----+------------------------------------------+---------+-----+------+-----+
|id|select_type|table|type|possible_keys|key|key_len|ref|rows|Extra|
+----+-------------+-------+--------+-----+------------------------------------------+---------+-----+------+-----+
|1|SIMPLE|m|ref||idx_message_info|122|const|1|Usingindexcondition|
|1|SIMPLE|n|eq_ref||PRIMARY|122|ighbor_id|1|Usingwhere|
|1|SIMPLE|sra|ref||idx_user_id|123|const|1|Usingwhere|
+----+-------------+-------+--------+-----+------------------------------------------+---------+-----+------+-----+

6、條件下推

外部查詢條件不能夠下推到復(fù)雜的視圖或子查詢的情況有：

• 聚合子查詢；
• 含有 LIMIT 的子查詢；
• UNION 或 UNION ALL 子查詢；
• 輸出字段中的子查詢；

如下面的語句，從執(zhí)行計劃可以看出其條件作用于聚合子查詢之后

SELECT*
FROM(SELECTtarget,
Count(*)
FROMoperation
GROUPBYtarget)t
WHEREtarget='rm-xxxx'

+----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+
|id|select_type|table|type|possible_keys|key|key_len|ref|rows|Extra|
+----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+
|1|PRIMARY||ref|||514|const|2|Usingwhere|
|2|DERIVED|operation|index|idx_4|idx_4|519|NULL|20|Usingindex|
+----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+

確定從語義上查詢條件可以直接下推后，重寫如下：

SELECTtarget,
Count(*)
FROMoperation
WHEREtarget='rm-xxxx'
GROUPBYtarget

執(zhí)行計劃變?yōu)椋?/span>

+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+
|id|select_type|table|type|possible_keys|key|key_len|ref|rows|Extra|
+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+
|1|SIMPLE|operation|ref|idx_4|idx_4|514|const|1|Usingwhere;Usingindex|
+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+

7、提前縮小范圍

先上初始 SQL 語句：

SELECT*
FROMmy_ordero
LEFTJOINmy_userinfou
ONo.uid=u.uid
LEFTJOINmy_productinfop
ONo.pid=p.pid
WHERE(o.display=0)
AND(o.ostaus=1)
ORDERBYo.selltimeDESC
LIMIT0,15

該SQL語句原意是：先做一系列的左連接，然后排序取前15條記錄。從執(zhí)行計劃也可以看出，最后一步估算排序記錄數(shù)為90萬，時間消耗為12秒。

+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+
|id|select_type|table|type|possible_keys|key|key_len|ref|rows|Extra|
+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+
|1|SIMPLE|o|ALL|NULL|NULL|NULL|NULL|909119|Usingwhere;Usingtemporary;Usingfilesort|
|1|SIMPLE|u|eq_ref|PRIMARY|PRIMARY|4|o.uid|1|NULL|
|1|SIMPLE|p|ALL|PRIMARY|NULL|NULL|NULL|6|Usingwhere;Usingjoinbuffer(BlockNestedLoop)|
+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+

由于最后 WHERE 條件以及排序均針對最左主表，因此可以先對 my_order 排序提前縮小數(shù)據(jù)量再做左連接。SQL 重寫后如下，執(zhí)行時間縮小為1毫秒左右。

SELECT*
FROM(
SELECT*
FROMmy_ordero
WHERE(o.display=0)
AND(o.ostaus=1)
ORDERBYo.selltimeDESC
LIMIT0,15
)o
LEFTJOINmy_userinfou
ONo.uid=u.uid
LEFTJOINmy_productinfop
ONo.pid=p.pid
ORDERBYo.selltimeDESC
limit0,15

再檢查執(zhí)行計劃：子查詢物化后（select_type=DERIVED)參與 JOIN。雖然估算行掃描仍然為90萬，但是利用了索引以及 LIMIT 子句后，實際執(zhí)行時間變得很小。

+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+
|id|select_type|table|type|possible_keys|key|key_len|ref|rows|Extra|
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+
|1|PRIMARY||ALL|NULL|NULL|NULL|NULL|15|Usingtemporary;Usingfilesort|
|1|PRIMARY|u|eq_ref|PRIMARY|PRIMARY|4|o.uid|1|NULL|
|1|PRIMARY|p|ALL|PRIMARY|NULL|NULL|NULL|6|Usingwhere;Usingjoinbuffer(BlockNestedLoop)|
|2|DERIVED|o|index|NULL|idx_1|5|NULL|909112|Usingwhere|
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+

8、中間結(jié)果集下推

再來看下面這個已經(jīng)初步優(yōu)化過的例子(左連接中的主表優(yōu)先作用查詢條件)：

SELECTa.*,
c.allocated
FROM(
SELECTresourceid
FROMmy_distributed
WHEREisdelete=0
ANDcusmanagercode='1234567'
ORDERBYsalecodelimit20)a
LEFTJOIN
(
SELECTresourcesid，sum(ifnull(allocation,0)*12345)allocated
FROMmy_resources
GROUPBYresourcesid)c
ONa.resourceid=c.resourcesid

那么該語句還存在其它問題嗎？不難看出子查詢 c 是全表聚合查詢，在表數(shù)量特別大的情況下會導(dǎo)致整個語句的性能下降。

其實對于子查詢 c，左連接最后結(jié)果集只關(guān)心能和主表 resourceid 能匹配的數(shù)據(jù)。因此我們可以重寫語句如下，執(zhí)行時間從原來的2秒下降到2毫秒。

SELECTa.*,
c.allocated
FROM(
SELECTresourceid
FROMmy_distributed
WHEREisdelete=0
ANDcusmanagercode='1234567'
ORDERBYsalecodelimit20)a
LEFTJOIN
(
SELECTresourcesid，sum(ifnull(allocation,0)*12345)allocated
FROMmy_resourcesr,
(
SELECTresourceid
FROMmy_distributed
WHEREisdelete=0
ANDcusmanagercode='1234567'
ORDERBYsalecodelimit20)a
WHEREr.resourcesid=a.resourcesid
GROUPBYresourcesid)c
ONa.resourceid=c.resourcesid

但是子查詢 a 在我們的SQL語句中出現(xiàn)了多次。這種寫法不僅存在額外的開銷，還使得整個語句顯的繁雜。使用 WITH 語句再次重寫：

WITHaAS
(
SELECTresourceid
FROMmy_distributed
WHEREisdelete=0
ANDcusmanagercode='1234567'
ORDERBYsalecodelimit20)
SELECTa.*,
c.allocated
FROMa
LEFTJOIN
(
SELECTresourcesid，sum(ifnull(allocation,0)*12345)allocated
FROMmy_resourcesr,
a
WHEREr.resourcesid=a.resourcesid
GROUPBYresourcesid)c
ONa.resourceid=c.resourcesid

總結(jié)

數(shù)據(jù)庫編譯器產(chǎn)生執(zhí)行計劃，決定著SQL的實際執(zhí)行方式。但是編譯器只是盡力服務(wù)，所有數(shù)據(jù)庫的編譯器都不是盡善盡美的。

上述提到的多數(shù)場景，在其它數(shù)據(jù)庫中也存在性能問題。了解數(shù)據(jù)庫編譯器的特性，才能避規(guī)其短處，寫出高性能的SQL語句。

程序員在設(shè)計數(shù)據(jù)模型以及編寫SQL語句時，要把算法的思想或意識帶進來。

編寫復(fù)雜SQL語句要養(yǎng)成使用 WITH 語句的習(xí)慣。簡潔且思路清晰的SQL語句也能減小數(shù)據(jù)庫的負擔(dān) 。

審核編輯 ：李倩