MySQL 百万级数据量分页查询方法及其优化

古城微笑少年丶 2023-03-01 13:44 6阅读 0赞

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> 数据库SQL优化是老生常谈的问题，在面对百万级数据量的分页查询，又有什么好的优化建议呢？下面将列举了一些常用的方法，供大家参考学习！

**方法1: 直接使用数据库提供的SQL语句**

*  语句样式: MySQL中,可用如下方法: SELECT \* FROM 表名称 LIMIT M,N
 *  适应场景: 适用于数据量较少的情况(元组百/千级)
 *  原因/缺点: 全表扫描,速度会很慢 且 有的数据库结果集返回不稳定(如某次返回1,2,3,另外的一次返回2,1,3). Limit限制的是从结果集的M位置处取出N条输出,其余抛弃.

**方法2: 建立主键或唯一索引, 利用索引(假设每页10条)**

*  语句样式: MySQL中,可用如下方法: SELECT \* FROM 表名称 WHERE id\_pk > (pageNum\*10) LIMIT M
 *  适应场景: 适用于数据量多的情况(元组数上万)
 *  原因: 索引扫描,速度会很快. 有朋友提出: 因为数据查询出来并不是按照pk\_id排序的，所以会有漏掉数据的情况，只能方法3

**方法3: 基于索引再排序**

*  语句样式: MySQL中,可用如下方法: SELECT \* FROM 表名称 WHERE id\_pk > (pageNum\*10) ORDER BY id\_pk ASC LIMIT M
 *  适应场景: 适用于数据量多的情况(元组数上万). 最好ORDER BY后的列对象是主键或唯一所以,使得ORDERBY操作能利用索引被消除但结果集是稳定的(稳定的含义,参见方法1)
 *  原因: 索引扫描,速度会很快. 但MySQL的排序操作,只有ASC没有DESC(DESC是假的,未来会做真正的DESC,期待...).

**方法4: 基于索引使用prepare**

第一个问号表示pageNum，第二个？表示每页元组数

*  语句样式: MySQL中,可用如下方法: PREPARE stmt\_name FROM SELECT \* FROM 表名称 WHERE id\_pk > (？\* ？) ORDER BY id\_pk ASC LIMIT M
 *  适应场景: 大数据量
 *  原因: 索引扫描,速度会很快. prepare语句又比一般的查询语句快一点。

**方法5: 利用MySQL支持ORDER操作可以利用索引快速定位部分元组,避免全表扫描**

比如: 读第1000到1019行元组(pk是主键/唯一键).

SELECT * FROM your_table WHERE pk>=1000 ORDER BY pk ASC LIMIT 0,20

**方法6: 利用子查询/连接+索引快速定位元组的位置,然后再读取元组.**

比如(id是主键/唯一键,蓝色字体时变量)

利用子查询示例:

SELECT * FROM your_table WHERE id <=
    (SELECT id FROM your_table ORDER BY id desc LIMIT ($page-1)*$pagesize ORDER BY id desc
    LIMIT $pagesize

利用连接示例:

SELECT * FROM your_table AS t1
    JOIN (SELECT id FROM your_table ORDER BY id desc LIMIT ($page-1)*$pagesize AS t2
    WHERE t1.id <= t2.id ORDER BY t1.id desc LIMIT $pagesize;

mysql大数据量使用limit分页，随着页码的增大，查询效率越低下。

**测试实验**

**1.   直接用limit start, count分页语句， 也是我程序中用的方法：**

select * from product limit start, count

当起始页较小时，查询没有性能问题，我们分别看下从10， 100， 1000， 10000开始分页的执行时间（每页取20条）。

如下：

select * from product limit 10, 20   0.016秒
    select * from product limit 100, 20   0.016秒
    select * from product limit 1000, 20   0.047秒
    select * from product limit 10000, 20   0.094秒

我们已经看出随着起始记录的增加，时间也随着增大， 这说明分页语句limit跟起始页码是有很大关系的，那么我们把起始记录改为40w看下（也就是记录的一般左右）

select * from product limit 400000, 20   3.229秒

再看我们取最后一页记录的时间

select * from product limit 866613, 20   37.44秒

像这种分页最大的页码页显然这种时间是无法忍受的。

从中我们也能总结出两件事情：

1.  limit语句的查询时间与起始记录的位置成正比
2.  mysql的limit语句是很方便，但是对记录很多的表并不适合直接使用。

**2.   对limit分页问题的性能优化方法**

利用表的覆盖索引来加速分页查询

我们都知道，利用了索引查询的语句中如果只包含了那个索引列（覆盖索引），那么这种情况会查询很快。

因为利用索引查找有优化算法，且数据就在查询索引上面，不用再去找相关的数据地址了，这样节省了很多时间。另外Mysql中也有相关的索引缓存，在并发高的时候利用缓存就效果更好了。

在我们的例子中，我们知道id字段是主键，自然就包含了默认的主键索引。现在让我们看看利用覆盖索引的查询效果如何。

这次我们之间查询最后一页的数据（利用覆盖索引，只包含id列），如下：

select id from product limit 866613, 20 0.2秒

相对于查询了所有列的37.44秒，提升了大概100多倍的速度

那么如果我们也要查询所有列，有两种方法，一种是id>=的形式，另一种就是利用join，看下实际情况：

SELECT * FROM product WHERE ID > =(select id from product limit 866613, 1) limit 20

查询时间为0.2秒！

另一种写法

SELECT * FROM product a JOIN (select id from product limit 866613, 20) b ON a.ID = b.id

查询时间也很短！

**3.  复合索引优化方法**

MySql 性能到底能有多高？MySql 这个数据库绝对是适合dba级的高手去玩的，一般做一点1万篇新闻的小型系统怎么写都可以，用xx框架可以实现快速开发。可是数据量到了10万，百万至千万，他的性能还能那么高吗？一点小小的失误，可能造成整个系统的改写，甚至更本系统无法正常运行！好了，不那么多废话了。

用事实说话，看例子：

数据表 collect ( id, title ,info ,vtype) 就这4个字段，其中 title 用定长，info 用text, id 是逐渐，vtype是tinyint，vtype是索引。这是一个基本的新闻系统的简单模型。现在往里面填充数据，填充10万篇新闻。最后collect 为 10万条记录，数据库表占用硬1.6G。

OK ,看下面这条sql语句：

select id,title from collect limit 1000,10;

很快；基本上0.01秒就OK，再看下面的

select id,title from collect limit 90000,10;

从9万条开始分页，结果？

8-9秒完成，my god 哪出问题了？其实要优化这条数据，网上找得到答案。看下面一条语句:

select id from collect order by id limit 90000,10;

很快，0.04秒就OK。为什么？因为用了id主键做索引当然快。网上的改法是：

select id,title from collect where id>=(select id from collect order by id limit 90000,1) limit 10;

这就是用了id做索引的结果。可是问题复杂那么一点点，就完了。看下面的语句

select id from collect where vtype=1 order by id limit 90000,10; 很慢，用了8-9秒！

到了这里我相信很多人会和我一样，有崩溃感觉！vtype 做了索引了啊？怎么会慢呢？vtype做了索引是不错，你直接

select id from collect where vtype=1 limit 1000,10;

是很快的，基本上0.05秒，可是提高90倍，从9万开始，那就是0.05\*90=4.5秒的速度了。和测试结果8-9秒到了一个数量级。

从这里开始有人提出了分表的思路，这个和dis \#cuz 论坛是一样的思路。思路如下：

建一个索引表：t (id,title,vtype) 并设置成定长，然后做分页，分页出结果再到 collect 里面去找info 。是否可行呢？实验下就知道了。

10万条记录到 t(id,title,vtype) 里，数据表大小20M左右。用

select id from t where vtype=1 order by id limit 90000,10;

很快了。基本上0.1-0.2秒可以跑完。为什么会这样呢？我猜想是因为collect 数据太多，所以分页要跑很长的路。limit 完全和数据表的大小有关的。其实这样做还是全表扫描，只是因为数据量小，只有10万才快。OK， 来个疯狂的实验，加到100万条，测试性能。加了10倍的数据，马上t表就到了200多M，而且是定长。还是刚才的查询语句，时间是0.1-0.2秒完成！分表性能没问题？

错！因为我们的limit还是9万，所以快。给个大的，90万开始

select id from t where vtype=1 order by id limit 900000,10;

看看结果，时间是1-2秒！why ?

分表了时间还是这么长，非常之郁闷！有人说定长会提高limit的性能，开始我也以为，因为一条记录的长度是固定的，mysql 应该可以算出90万的位置才对啊？可是我们高估了mysql 的智能，他不是商务数据库，事实证明定长和非定长对limit影响不大？怪不得有人说discuz到了100万条记录就会很慢，我相信这是真的，这个和数据库设计有关！

难道MySQL 无法突破100万的限制吗？？？到了100万的分页就真的到了极限？

答案是：NO 为什么突破不了100万是因为不会设计mysql造成的。下面介绍非分表法，来个疯狂的测试！一张表搞定100万记录，并且10G 数据库，如何快速分页！

好了，我们的测试又回到 collect表，开始测试结论是：

30万数据，用分表法可行，超过30万他的速度会慢道你无法忍受！当然如果用分表+我这种方法，那是绝对完美的。但是用了我这种方法后，不用分表也可以完美解决！

答案就是：复合索引！有一次设计mysql索引的时候，无意中发现索引名字可以任取，可以选择几个字段进来，这有什么用呢？

开始的

select id from collect order by id limit 90000,10;

这么快就是因为走了索引，可是如果加了where 就不走索引了。抱着试试看的想法加了 search(vtype,id) 这样的索引。

然后测试

select id from collect where vtype=1 limit 90000,10;

非常快！0.04秒完成！

再测试:

select id ,title from collect where vtype=1 limit 90000,10;

非常遗憾，8-9秒，没走search索引！

再测试：search(id,vtype)，还是select id 这个语句，也非常遗憾，0.5秒。

综上：如果对于有where 条件，又想走索引用limit的，必须设计一个索引，将where 放第一位，limit用到的主键放第2位，而且只能select 主键！

完美解决了分页问题了。可以快速返回id就有希望优化limit ， 按这样的逻辑，百万级的limit 应该在0.0x秒就可以分完。看来mysql 语句的优化和索引时非常重要的！

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