数据库表结构设计，sql性能分析与优化

Posted 2021-04-29 大数据架构师之路

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相信每个开发同事，都应该被DBA或运维同事吐槽过慢sql问题，有的可能DBA直接帮你优化了，但是也有很多公司没有DBA，这个时候就需要我们开发人员自己来排查为什么我的这个sql会这么慢？是否还有优化空间？

一、如何分析寻找慢sql原因

mysql给我们提供了解决办法，查看执行计划，使用EXPLAIN关键字可以模拟优化器执行SQL语句，从而知道MySQL是如何处理你的SQL语句的。帮助我们寻找性能瓶颈。

以mysql8.0.20版本，执行计划各字段解释如下：

id：代表表的读取顺序，id越大，越先执行，若id相同，执行顺序由上到下；

select_type：数据读取操作的操作类型，主要用于区别普通查询、联合查询、子查询等的复杂查询，select_type类型如下： 1、SIMPLE：简单的查询，查询中不包含子查询或者union； 2、PRIMARY：查询中包含复杂查询，最外层标记为PRIMARY； 3、SUBQUERY：在SELECT或者WHERE列表中包含了子查询； 4、DERIVED：在FROM列表中包含的子查询被标记为DERIVED（衍生），MySQL会递归执行这些子查询，把结果放在临时表里； 5、UNION：若第二个SELECT出现在UNION之后，则被标记为UNION，若UNION包含在FROM子句的子查询中，外层SELECT将被标记为：DERIVED； 6、UNION RESULT：从UNION表获取结果的SELECT；

table：显示这一行的数据是来源哪张表的；

partitions：查询使用到表分区的分区名；

tye：显示查询使用了何种类型，注意：我们日常业务系统sql要尽可能达到range级别，最好是ref级别； 从最好到最差依次是：system>const>eq_ref>ref>range>index>ALL 1、system：表只有一行记录（等于系统表），这是const类型的特例，平时不会出现，这个也可以忽略不计； 2、const：表示通过索引一次就找到了，const用于主键索引或者唯一索引。因为只匹配一行数据，所以很快。如将主键至于where列表中，MySQL就能将该查询转换为一个常量； 3、eq_ref：唯一性索引，对于每个索引键，表中只有一条记录与之匹配，常见于主键或唯一索引扫描； 4、ref：非唯一索引扫描，返回匹配某个单独值的所有行。本质上也是一种索引访问，它可能会找到多个符合条件的行，所以他应该属于查找和扫描的混合体； 5、range：只检索给定范围的行，使用了索引，然后在你的where语句中出现了between、<、>、in等的查询，这种范围扫描索引扫描比全表扫描要好，因为他只需扫描部分数据，不用扫描全部索引； 6、index：遍历索引树以找到匹配行； 7、all：遍历全表，以找到匹配行，index通常比ALL快，因为索引文件通常比数据文件小；

possible_keys：查询涉及的字段上若存在索引，则该索引将被列出，但索引不一定被查询实际使用

key：实际使用的索引，若没有使用索引，则为null；

key_len：表示索引中使用的字节数，key_len显示的值为索引最大可能长度，并非实际使用长度；

ref：哪些列或常量被用于查找索引列上的值，可能是一个常数；

rows：大致估算找到所需的记录，所需要读取的行数；

Extra：十分重要的额外信息，最好情况就是Using index,Using where; 1、Using filesort：mysql无法使用索引完成排序操作，而变成文件排序； 2、Using temporary：使用了临时表保存中间结果，MySQL在对查询结果排序时使用临时表。常见于排序order by 和分组查询 group by； 3、Using index：表示相应的select操作中使用了覆盖索引（Coveing Index）,避免访问了表的数据行，效率不错！如果同时出现using where，表明索引被用来执行索引键值的查找； 4、Using where：表示使用了where过滤； 5、Using join buffer：使用了连接缓存； 6、impossible where：where子句查询的值总是空，不能用来获取任何数据； 7、distinct：优化distinct，在找到第一匹配的元组后即停止找同样值的工作；

总结：通过对执行计划结果分析，我们就可以找到慢sql的原因，其中大部分的原因就是索引失效或者是没加索引导致的；

二、索引失效

假设我们建了一个复合索引，索引使用情况，如下图所示

索引失效情况总结：

1、最左前缀法则：如果是多列的复合索引，我们的sql where条件里的列，从左向右要和索引列顺序保持一致，且不能跳过索引中间的列，但是可以跳过后面的列；

2、在索引列上进行操作包括（函数、计算、自动或手动类型转换），会导致索引失效而转向扫描全表；

3、尽量使用覆盖索引（索引列和查询列一致），减少select *；

4、使用不等于（！=或者<>）的时候无法使用索引，会导致全表扫描；

5、is null,is not null 也无法使用索引;

6、like以 % 通配符开头,mysql索引失效会变成全表扫描操作;

7、or 会使索引失效；

8、使用了大于号>或小于<号的列，后面列索引会失效；

速记口诀如下图：

三、其他优化查询，in和exists

注：in先执行子查询，后执行外层查询；exists先执行外层查询，后执行子查询

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