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MySQL · 性能优化 · MySQL常见SQL错误用法

MySQL · 性能优化 · MySQL常见SQL错误用法

作者: 阿里云云栖号 | 来源:发表于2017-03-28 15:08 被阅读177次

    前言

    MySQL在2016年仍然保持强劲的数据库流行度增长趋势。越来越多的客户将自己的应用建立在MySQL数据库之上,甚至是从Oracle迁移到MySQL上来。但也存在部分客户在使用MySQL数据库的过程中遇到一些比如响应时间慢,CPU打满等情况。阿里云RDS专家服务团队帮助云上客户解决过很多紧急问题。现将《ApsaraDB专家诊断报告》中出现的部分常见SQL问题总结如下,供大家参考。

    常见SQL错误用法

    1. LIMIT 语句

    分页查询是最常用的场景之一,但也通常也是最容易出问题的地方。比如对于下面简单的语句,一般DBA想到的办法是在type, name, create_time字段上加组合索引。这样条件排序都能有效的利用到索引,性能迅速提升。

    SELECT *

    FROM  operation

    WHERE  type = 'SQLStats'

    AND name = 'SlowLog'

    ORDER  BY create_time

    LIMIT  1000, 10;

    好吧,可能90%以上的DBA解决该问题就到此为止。但当 LIMIT 子句变成 “LIMIT 1000000,10” 时,程序员仍然会抱怨:我只取10条记录为什么还是慢?

    要知道数据库也并不知道第1000000条记录从什么地方开始,即使有索引也需要从头计算一次。出现这种性能问题,多数情形下是程序员偷懒了。在前端数据浏览翻页,或者大数据分批导出等场景下,是可以将上一页的最大值当成参数作为查询条件的。SQL重新设计如下:

    SELECT  *

    FROM    operation

    WHERE    type = 'SQLStats'

    AND      name = 'SlowLog'

    AND      create_time > '2017-03-16 14:00:00'

    ORDER BY create_time limit 10;

    在新设计下查询时间基本固定,不会随着数据量的增长而发生变化。

    2. 隐式转换

    SQL语句中查询变量和字段定义类型不匹配是另一个常见的错误。比如下面的语句:

    mysql> explain extended SELECT *

    > FROM  my_balance b

    > WHERE  b.bpn = 14000000123

    >      AND b.isverified IS NULL ;

    mysql> show warnings;

    | Warning | 1739 | Cannot use ref access on index 'bpn' due to type or collation conversion on field 'bpn'

    其中字段bpn的定义为varchar(20),MySQL的策略是将字符串转换为数字之后再比较。函数作用于表字段,索引失效。

    上述情况可能是应用程序框架自动填入的参数,而不是程序员的原意。现在应用框架很多很繁杂,使用方便的同时也小心它可能给自己挖坑。

    3. 关联更新、删除

    虽然MySQL5.6引入了物化特性,但需要特别注意它目前仅仅针对查询语句的优化。对于更新或删除需要手工重写成JOIN。

    比如下面UPDATE语句,MySQL实际执行的是循环/嵌套子查询(DEPENDENT SUBQUERY),其执行时间可想而知。

    UPDATE operation o

    SET    status = 'applying'

    WHERE  o.id IN (SELECT id

    FROM  (SELECT o.id,

    o.status

    FROM  operation o

    WHERE  o.group = 123

    AND o.status NOT IN ( 'done' )

    ORDER  BY o.parent,

    o.id

    LIMIT  1) t);

    执行计划:

    +----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+

    | id | select_type        | table | type  | possible_keys | key    | key_len | ref  | rows | Extra                                              |

    +----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+

    | 1  | PRIMARY            | o    | index |              | PRIMARY | 8      |      | 24  | Using where; Using temporary                        |

    | 2  | DEPENDENT SUBQUERY |      |      |              |        |        |      |      | Impossible WHERE noticed after reading const tables |

    | 3  | DERIVED            | o    | ref  | idx_2,idx_5  | idx_5  | 8      | const | 1    | Using where; Using filesort                        |

    +----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+

    重写为JOIN之后,子查询的选择模式从DEPENDENT SUBQUERY变成DERIVED,执行速度大大加快,从7秒降低到2毫秒。

    UPDATE operation o

    JOIN  (SELECT o.id,

    o.status

    FROM  operation o

    WHERE  o.group = 123

    AND o.status NOT IN ( 'done' )

    ORDER  BY o.parent,

    o.id

    LIMIT  1) t

    ON o.id = t.id

    SET    status = 'applying'

    执行计划简化为:

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+

    | id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra                                              |

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+

    | 1  | PRIMARY    |      |      |              |      |        |      |      | Impossible WHERE noticed after reading const tables |

    | 2  | DERIVED    | o    | ref  | idx_2,idx_5  | idx_5 | 8      | const | 1    | Using where; Using filesort                        |

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+

    4. 混合排序

    MySQL不能利用索引进行混合排序。但在某些场景,还是有机会使用特殊方法提升性能的。

    SELECT *

    FROM  my_order o

    INNER JOIN my_appraise a ON a.orderid = o.id

    ORDER  BY a.is_reply ASC,

    a.appraise_time DESC

    LIMIT  0, 20

    执行计划显示为全表扫描:

    +----+-------------+-------+--------+-------------+---------+---------+---------------+---------+-+

    | id | select_type | table | type  | possible_keys    | key    | key_len | ref      | rows    | Extra

    +----+-------------+-------+--------+-------------+---------+---------+---------------+---------+-+

    |  1 | SIMPLE      | a    | ALL    | idx_orderid | NULL    | NULL    | NULL    | 1967647 | Using filesort |

    |  1 | SIMPLE      | o    | eq_ref | PRIMARY    | PRIMARY | 122    | a.orderid |      1 | NULL          |

    +----+-------------+-------+--------+---------+---------+---------+-----------------+---------+-+

    由于is_reply只有0和1两种状态,我们按照下面的方法重写后,执行时间从1.58秒降低到2毫秒。

    SELECT *

    FROM  ((SELECT *

    FROM  my_order o

    INNER JOIN my_appraise a

    ON a.orderid = o.id

    AND is_reply = 0

    ORDER  BY appraise_time DESC

    LIMIT  0, 20)

    UNION ALL

    (SELECT *

    FROM  my_order o

    INNER JOIN my_appraise a

    ON a.orderid = o.id

    AND is_reply = 1

    ORDER  BY appraise_time DESC

    LIMIT  0, 20)) t

    ORDER  BY  is_reply ASC,

    appraisetime DESC

    LIMIT  20;

    5. EXISTS语句

    MySQL对待EXISTS子句时,仍然采用嵌套子查询的执行方式。如下面的SQL语句:

    SELECT *

    FROM  my_neighbor n

    LEFT JOIN my_neighbor_apply sra

    ON n.id = sra.neighbor_id

    AND sra.user_id = 'xxx'

    WHERE  n.topic_status < 4

    AND EXISTS(SELECT 1

    FROM  message_info m

    WHERE  n.id = m.neighbor_id

    AND m.inuser = 'xxx')

    AND n.topic_type <> 5

    执行计划为:

    +----+--------------------+-------+------+-----+------------------------------------------+---------+-------+---------+ -----+

    | id | select_type        | table | type | possible_keys    | key  | key_len | ref  | rows    | Extra  |

    +----+--------------------+-------+------+ -----+------------------------------------------+---------+-------+---------+ -----+

    |  1 | PRIMARY            | n    | ALL  |  | NULL    | NULL    | NULL  | 1086041 | Using where                  |

    |  1 | PRIMARY            | sra  | ref  |  | idx_user_id | 123    | const |      1 | Using where          |

    |  2 | DEPENDENT SUBQUERY | m    | ref  |  | idx_message_info  | 122    | const |      1 | Using index condition; Using where |

    +----+--------------------+-------+------+ -----+------------------------------------------+---------+-------+---------+ -----+

    去掉exists更改为join,能够避免嵌套子查询,将执行时间从1.93秒降低为1毫秒。

    SELECT *

    FROM  my_neighbor n

    INNER JOIN message_info m

    ON n.id = m.neighbor_id

    AND m.inuser = 'xxx'

    LEFT JOIN my_neighbor_apply sra

    ON n.id = sra.neighbor_id

    AND sra.user_id = 'xxx'

    WHERE  n.topic_status < 4

    AND n.topic_type <> 5

    新的执行计划:

    +----+-------------+-------+--------+ -----+------------------------------------------+---------+ -----+------+ -----+

    | id | select_type | table | type  | possible_keys    | key      | key_len | ref  | rows | Extra                |

    +----+-------------+-------+--------+ -----+------------------------------------------+---------+ -----+------+ -----+

    |  1 | SIMPLE      | m    | ref    | | idx_message_info  | 122    | const    |    1 | Using index condition |

    |  1 | SIMPLE      | n    | eq_ref | | PRIMARY  | 122    | ighbor_id |    1 | Using where      |

    |  1 | SIMPLE      | sra  | ref    | | idx_user_id | 123    | const    |    1 | Using where          |

    +----+-------------+-------+--------+ -----+------------------------------------------+---------+ -----+------+ -----+

    6. 条件下推

    外部查询条件不能够下推到复杂的视图或子查询的情况有:

    聚合子查询;

    含有LIMIT的子查询;

    UNION 或UNION ALL子查询;

    输出字段中的子查询;

    如下面的语句,从执行计划可以看出其条件作用于聚合子查询之后:

    SELECT *

    FROM  (SELECT target,

    Count(*)

    FROM  operation

    GROUP  BY target) t

    WHERE  target = 'rm-xxxx'

    +----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+

    | id | select_type | table      | type  | possible_keys | key        | key_len | ref  | rows | Extra      |

    +----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+

    |  1 | PRIMARY    | | ref  |   | | 514    | const |    2 | Using where |

    |  2 | DERIVED    | operation  | index | idx_4        | idx_4      | 519    | NULL  |  20 | Using index |

    +----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+

    确定从语义上查询条件可以直接下推后,重写如下:

    SELECT target,

    Count(*)

    FROM  operation

    WHERE  target = 'rm-xxxx'

    GROUP  BY target

    执行计划变为:

    +----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+

    | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |

    +----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+

    | 1 | SIMPLE | operation | ref | idx_4 | idx_4 | 514 | const | 1 | Using where; Using index |

    +----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+

    关于MySQL外部条件不能下推的详细解释说明请参考以前文章:MySQL · 性能优化 · 条件下推到物化表

    7. 提前缩小范围

    先上初始SQL语句:

    SELECT *

    FROM  my_order o

    LEFT JOIN my_userinfo u

    ON o.uid = u.uid

    LEFT JOIN my_productinfo p

    ON o.pid = p.pid

    WHERE  ( o.display = 0 )

    AND ( o.ostaus = 1 )

    ORDER  BY o.selltime DESC

    LIMIT  0, 15

    该SQL语句原意是:先做一系列的左连接,然后排序取前15条记录。从执行计划也可以看出,最后一步估算排序记录数为90万,时间消耗为12秒。

    +----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+

    | id | select_type | table | type  | possible_keys | key    | key_len | ref            | rows  | Extra                                              |

    +----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+

    |  1 | SIMPLE      | o    | ALL    | NULL          | NULL    | NULL    | NULL            | 909119 | Using where; Using temporary; Using filesort      |

    |  1 | SIMPLE      | u    | eq_ref | PRIMARY      | PRIMARY | 4      | o.uid |      1 | NULL                                              |

    |  1 | SIMPLE      | p    | ALL    | PRIMARY      | NULL    | NULL    | NULL            |      6 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |

    +----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+

    由于最后WHERE条件以及排序均针对最左主表,因此可以先对my_order排序提前缩小数据量再做左连接。SQL重写后如下,执行时间缩小为1毫秒左右。

    SELECT *

    FROM (

    SELECT *

    FROM  my_order o

    WHERE  ( o.display = 0 )

    AND ( o.ostaus = 1 )

    ORDER  BY o.selltime DESC

    LIMIT  0, 15

    ) o

    LEFT JOIN my_userinfo u

    ON o.uid = u.uid

    LEFT JOIN my_productinfo p

    ON o.pid = p.pid

    ORDER BY  o.selltime DESC

    limit 0, 15

    再检查执行计划:子查询物化后(select_type=DERIVED)参与JOIN。虽然估算行扫描仍然为90万,但是利用了索引以及LIMIT 子句后,实际执行时间变得很小。

    +----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+

    | id | select_type | table      | type  | possible_keys | key    | key_len | ref  | rows  | Extra                                              |

    +----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+

    |  1 | PRIMARY    | | ALL    | NULL          | NULL    | NULL    | NULL  |    15 | Using temporary; Using filesort                    |

    |  1 | PRIMARY    | u          | eq_ref | PRIMARY      | PRIMARY | 4      | o.uid |      1 | NULL                                              |

    |  1 | PRIMARY    | p          | ALL    | PRIMARY      | NULL    | NULL    | NULL  |      6 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |

    |  2 | DERIVED    | o          | index  | NULL          | idx_1  | 5      | NULL  | 909112 | Using where                                        |

    +----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+

    8. 中间结果集下推

    再来看下面这个已经初步优化过的例子(左连接中的主表优先作用查询条件):

    SELECT    a.*,

    c.allocated

    FROM      (

    SELECT  resourceid

    FROM    my_distribute d

    WHERE    isdelete = 0

    AND      cusmanagercode = '1234567'

    ORDER BY salecode limit 20) a

    LEFT JOIN

    (

    SELECT  resourcesid, sum(ifnull(allocation, 0) * 12345) allocated

    FROM    my_resources

    GROUP BY resourcesid) c

    ON        a.resourceid = c.resourcesid

    那么该语句还存在其它问题吗?不难看出子查询 c 是全表聚合查询,在表数量特别大的情况下会导致整个语句的性能下降。

    其实对于子查询 c,左连接最后结果集只关心能和主表resourceid能匹配的数据。因此我们可以重写语句如下,执行时间从原来的2秒下降到2毫秒。

    SELECT    a.*,

    c.allocated

    FROM      (

    SELECT  resourceid

    FROM    my_distribute d

    WHERE    isdelete = 0

    AND      cusmanagercode = '1234567'

    ORDER BY salecode limit 20) a

    LEFT JOIN

    (

    SELECT  resourcesid, sum(ifnull(allocation, 0) * 12345) allocated

    FROM    my_resources r,

    (

    SELECT  resourceid

    FROM    my_distribute d

    WHERE    isdelete = 0

    AND      cusmanagercode = '1234567'

    ORDER BY salecode limit 20) a

    WHERE    r.resourcesid = a.resourcesid

    GROUP BY resourcesid) c

    ON        a.resourceid = c.resourcesid

    但是子查询 a 在我们的SQL语句中出现了多次。这种写法不仅存在额外的开销,还使得整个语句显的繁杂。使用WITH语句再次重写:

    WITH a AS

    (

    SELECT  resourceid

    FROM    my_distribute d

    WHERE    isdelete = 0

    AND      cusmanagercode = '1234567'

    ORDER BY salecode limit 20)

    SELECT    a.*,

    c.allocated

    FROM      a

    LEFT JOIN

    (

    SELECT  resourcesid, sum(ifnull(allocation, 0) * 12345) allocated

    FROM    my_resources r,

    a

    WHERE    r.resourcesid = a.resourcesid

    GROUP BY resourcesid) c

    ON        a.resourceid = c.resourcesid

    AliSQL即将推出WITH语法,敬请期待。

    总结

    数据库编译器产生执行计划,决定着SQL的实际执行方式。但是编译器只是尽力服务,所有数据库的编译器都不是尽善尽美的。上述提到的多数场景,在其它数据库中也存在性能问题。了解数据库编译器的特性,才能避规其短处,写出高性能的SQL语句。

    程序员在设计数据模型以及编写SQL语句时,要把算法的思想或意识带进来。

    编写复杂SQL语句要养成使用WITH语句的习惯。简洁且思路清晰的SQL语句也能减小数据库的负担 ^^。

    使用云上数据库遇到难点(不局限于SQL问题),随时寻求阿里云原厂专家服务的帮助。

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