还不赶紧收藏 , SQL 性能优化梳理 2022-12-23 07:24 292阅读 0赞 微信关注公众号 “java大数据修炼之道”,选择“设为星标” 优质文章和精品资源, 第一时间送达 ![format_png][] 关注公众号后台回复**资源**获取实战教学资料+视频 -------------------- 来源:juejin.im/post/59b11ba151882538cb1ecbd0 ## **「前言」** ## 本文主要针对的是关系型数据数据库MySql。键值类数据库可以参考: https://www.jianshu.com/p/098a870d83e4 先简单梳理下Mysql的基本概念,然后分创建时和查询时这两个阶段的优化展开。 ### **「1 基本概念简述」** ### 1.1 逻辑架构 ![format_png 1][] * 第一层:客户端通过连接服务,将要执行的sql指令传输过来 * 第二层:服务器解析并优化sql,生成最终的执行计划并执行 * 第三层:存储引擎,负责数据的储存和提取 1.2 锁 数据库通过锁机制来解决并发场景-共享锁(读锁)和排他锁(写锁)。读锁是不阻塞的,多个客户端可以在同一时刻读取同一个资源。写锁是排他的,并且会阻塞其他的读锁和写锁。简单提下乐观锁和悲观锁。 * **「乐观锁」**,通常用于数据竞争不激烈的场景,多读少写,通过版本号和时间戳实现。 * **「悲观锁」**,通常用于数据竞争激烈的场景,每次操作都会锁定数据。 要锁定数据需要一定的锁策略来配合。 * **「表锁」**,锁定整张表,开销最小,但是会加剧锁竞争。 * **「行锁」**,锁定行级别,开销最大,但是可以最大程度的支持并发。 但是MySql的存储引擎的真实实现不是简单的行级锁,一般都是实现了多版本并发控制(MVCC)。MVCC是行级锁的变种,多数情况下避免了加锁操作,开销更低。MVCC是通过保存数据的某个时间点快照实现的。 1.3 事务 事务保证一组原子性的操作,要么全部成功,要么全部失败。一旦失败,回滚之前的所有操作。MySql采用自动提交,如果不是显式的开启一个事务,则每个查询都作为一个事务。 隔离级别控制了一个事务中的修改,哪些在事务内和事务间是可见的。四种常见的隔离级别: * **「未提交读」**(Read UnCommitted),事务中的修改,即使没提交对其他事务也是可见的。事务可能读取未提交的数据,造成脏读。 * **「提交读」**(Read Committed),一个事务开始时,只能看见已提交的事务所做的修改。事务未提交之前,所做的修改对其他事务是不可见的。也叫不可重复读,同一个事务多次读取同样记录可能不同。 * **「可重复读」**(RepeatTable Read),同一个事务中多次读取同样的记录结果时结果相同。 * **「可串行化」**(Serializable),最高隔离级别,强制事务串行执行。 1.4 存储引擎 InnoDB引擎,最重要,使用最广泛的存储引擎。被用来设计处理大量短期事务,具有高性能和自动崩溃恢复的特性。关注 Java大数据修炼之道,回复Java获取学习资料。 MyISAM引擎,不支持事务和行级锁,崩溃后无法安全恢复。 ### **「2 创建时优化」** ### 2.1 Schema和数据类型优化 **「整数」** TinyInt,SmallInt,MediumInt,Int,BigInt 使用的存储8,16,24,32,64位存储空间。使用Unsigned表示不允许负数,可以使正数的上线提高一倍。 **「实数」** * Float,Double , 支持近似的浮点运算。 * Decimal,用于存储精确的小数。 **「字符串」** * VarChar,存储变长的字符串。需要1或2个额外的字节记录字符串的长度。 * Char,定长,适合存储固定长度的字符串,如MD5值。 * Blob,Text 为了存储很大的数据而设计的。分别采用二进制和字符的方式。 **「时间类型」** * DateTime,保存大范围的值,占8个字节。 * TimeStamp,推荐,与UNIX时间戳相同,占4个字节。 **「优化建议点」** * 尽量使用对应的数据类型。比如,不要用字符串类型保存时间,用整型保存IP。 * 选择更小的数据类型。能用TinyInt不用Int。 * 标识列(identifier column),建议使用整型,不推荐字符串类型,占用更多空间,而且计算速度比整型慢。 * 不推荐ORM系统自动生成的Schema,通常具有不注重数据类型,使用很大的VarChar类型,索引利用不合理等问题。 * 真实场景混用范式和反范式。冗余高查询效率高,插入更新效率低;冗余低插入更新效率高,查询效率低。 * 创建完全的独立的汇总表\\缓存表,定时生成数据,用于用户耗时时间长的操作。对于精确度要求高的汇总操作,可以采用 历史结果+最新记录的结果 来达到快速查询的目的。 * 数据迁移,表升级的过程中可以使用影子表的方式,通过修改原表的表名,达到保存历史数据,同时不影响新表使用的目的。 2.2 索引 索引包含一个或多个列的值。MySql只能高效的利用索引的最左前缀列。索引的优势: * 减少查询扫描的数据量 * 避免排序和零时表 * 将随机IO变为顺序IO (顺序IO的效率高于随机IO) **「B-Tree」** 使用最多的索引类型。采用B-Tree数据结构来存储数据(每个叶子节点都包含指向下一个叶子节点的指针,从而方便叶子节点的遍历)。B-Tree索引适用于全键值,键值范围,键前缀查找,支持排序。 B-Tree索引限制: * 如果不是按照索引的最左列开始查询,则无法使用索引。 * 不能跳过索引中的列。如果使用第一列和第三列索引,则只能使用第一列索引。 * 如果查询中有个范围查询,则其右边的所有列都无法使用索引优化查询。 **「哈希索引」** 只有精确匹配索引的所有列,查询才有效。存储引擎会对所有的索引列计算一个哈希码,哈希索引将所有的哈希码存储在索引中,并保存指向每个数据行的指针。 哈希索引限制: * 无法用于排序 * 不支持部分匹配 * 只支持等值查询如=,IN(),不支持 < > **「优化建议点」** * 注意每种索引的适用范围和适用限制。 * 索引的列如果是表达式的一部分或者是函数的参数,则失效。 * 针对特别长的字符串,可以使用前缀索引,根据索引的选择性选择合适的前缀长度。 * 使用多列索引的时候,可以通过 AND 和 OR 语法连接。 * 重复索引没必要,如(A,B)和(A)重复。 * 索引在where条件查询和group by语法查询的时候特别有效。 * 将范围查询放在条件查询的最后,防止范围查询导致的右边索引失效的问题。 * 索引最好不要选择过长的字符串,而且索引列也不宜为null。 ### **「3 查询时优化」** ### 3.1 查询质量的三个重要指标 * 响应时间 (服务时间,排队时间) * 扫描的行 * 返回的行 3.2 查询优化点 * 避免查询无关的列,如使用Select \* 返回所有的列。 * 避免查询无关的行 * 切分查询。将一个对服务器压力较大的任务,分解到一个较长的时间中,并分多次执行。如要删除一万条数据,可以分10次执行,每次执行完成后暂停一段时间,再继续执行。过程中可以释放服务器资源给其他任务。 * 分解关联查询。将多表关联查询的一次查询,分解成对单表的多次查询。可以减少锁竞争,查询本身的查询效率也比较高。因为MySql的连接和断开都是轻量级的操作,不会由于查询拆分为多次,造成效率问题。 * 注意count的操作只能统计不为null的列,所以统计总的行数使用count(\*)。 * group by 按照标识列分组效率高,分组结果不宜出行分组列之外的列。 * 关联查询延迟关联,可以根据查询条件先缩小各自要查询的范围,再关联。 * Limit分页优化。可以根据索引覆盖扫描,再根据索引列关联自身查询其他列。如 SELECT id, NAME, age WHERE student s1 INNER JOIN ( SELECT id FROM student ORDER BY age LIMIT 50,5 ) AS s2 ON s1.id = s2.id * Union查询默认去重,如果不是业务必须,建议使用效率更高的Union All ## **「补充内容」** ## 来自大神-小宝 1.条件中的字段类型和表结构类型不一致,mysql会自动加转换函数,导致索引作为函数中的参数失效。 2.like查询前面部分未输入,以%开头无法命中索引。 3.补充2个5.7版本的新特性: generated column,就是数据库中这一列由其他列计算而得 CREATE TABLE triangle (sidea DOUBLE, sideb DOUBLE, area DOUBLE AS (sidea * sideb / 2)); insert into triangle(sidea, sideb) values(3, 4); select * from triangle; +-------+-------+------+ | sidea | sideb | area | +-------+-------+------+ | 3 | 4 | 6 | +-------+-------+------+ 支持JSON格式数据,并提供相关内置函数 CREATE TABLE json_test (name JSON); INSERT INTO json_test VALUES('{"name1": "value1", "name2": "value2"}'); SELECT * FROM json_test WHERE JSON_CONTAINS(name, '$.name1'); 来自JVM专家-达 关注explain在性能分析中的使用 EXPLAIN SELECT settleId FROM Settle WHERE settleId = "3679" ![format_png 2][] * **「select\_type」**,有几种值:simple(表示简单的select,没有union和子查询),primary(有子查询,最外面的select查询就是primary),union(union中的第二个或随后的select查询,不依赖外部查询结果),dependent union(union中的第二个或随后的select查询,依赖外部查询结果) * **「type」**,有几种值:system(表仅有一行(=系统表),这是const连接类型的一个特例),const(常量查询), ref(非唯一索引访问,只有普通索引),eq\_ref(使用唯一索引或组件查询),all(全表查询),index(根据索引查询全表),range(范围查询) * **「possible\_keys」**: 表中可能帮助查询的索引 * **「key」**,选择使用的索引 * **「key\_len」**,使用的索引长度 * **「rows」**,扫描的行数,越大越不好 * **「extra」**,有几种值:Only index(信息从索引中检索出,比扫描表快),where used(使用where限制),Using filesort (可能在内存或磁盘排序),Using temporary(对查询结果排序时使用临时表) **在微信公众号后台回复**关键字: **mysql** (为防止出错: 强烈建议复制关键字到后台回复 获取:mysql 完整版视频讲解资源 , 感谢支持 !) END ![format_png 3][] **推荐阅读:** 1、[垃圾代码和优质代码的区别?][Link 1] [2][][、][2][项目中常用的19条MySQL优化][2] 3、[最新SQL数据库面试题以及答案!][SQL] [4、][4][老板要求用java将word转为PDF,这么搞 ?][4] 5、[面试官:来说说单点登录的三种实现方式][Link 2] [6、][6][卧槽,为啥volatile关键字保证不了线程安全啊][6] ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1NjYxMTcx_size_16_color_FFFFFF_t_70][] 关注 java大数据修炼之道每天学习java技术,你想学的Java知识这里都有!微信扫描二维码,关注我的公众号写留言喜欢文章,点个在看 [format_png]: /images/20221120/103fe4142d67419c936ede225ee05aea.png [format_png 1]: /images/20221120/eb543eac200c4aaa802e564b801a2769.png [format_png 2]: /images/20221120/30e5d000b27c443e8fb1d53a44ef70df.png [format_png 3]: /images/20221120/8bd8460f785f4275bb332059abf2bebe.png [Link 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc22782ccb5ae9406b12659a74d6951355a533a1bb1d41ebd8532fc9961141b60c228d7e0d2&idx=1&mid=2247493966&scene=21&sn=1b2b15081f13432f08335510ac290dd6#wechat_redirect [2]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc22c17ccb5a501df41ddeaecf0f7e85e292b45d6c7522e4d6a4d9c4a93a389338ee175eae8&idx=1&mid=2247492315&scene=21&sn=37c6888e30892c7fae56d0769c35a571#wechat_redirect [SQL]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc229c6ccb5a0d068fdce76d8e457510c9c43e866952a917ae63ee0f1da8c5c25bd5d3879a2&idx=1&mid=2247493386&scene=21&sn=6014e7fb6c2a43ca8df3b011754fa4e1#wechat_redirect [4]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc22dc7ccb5a4d1b94f2a9bbce26082c9f845fbbf7d588a5540d072bcef39b2281d0b705f91&idx=1&mid=2247492363&scene=21&sn=6975a1a5de92dc49d04654f21ffa7c21#wechat_redirect [Link 2]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc229b8ccb5a0ae5f433e40aeb031d462bc825b837ca9e09720b6b58439dada694eeb54bbaf&idx=1&mid=2247493492&scene=21&sn=cd0a9b65387d5107fe9d0e1ded268d22#wechat_redirect [6]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc22a05ccb5a31383ee13bb6c58f8c12dada691c16624e028f23f24c32d1e4201b4ebd1a354&idx=1&mid=2247492809&scene=21&sn=47c50b227f8063129ed09edc91449100#wechat_redirect [watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1NjYxMTcx_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221120/202a25e673744ea787a4c65dac8947e5.png
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