项目上线后，谈一下感触比较深的一点：查询优化

Posted 2022-04-03 youzhibing

前言

　　开心一刻

　　　　儿子有道题不会做，喊我过去教他。我推了推一旁的老公：我头疼，你去吧。老公不动，我：零花钱涨一千。话音刚落，老公就屁颠屁颠跑去儿子房间。进去不到几分钟，一声怒吼伴随着儿子的哭声传来的瞬间，老公从儿子房间出来，边走边说：“朽木不可雕也。”儿子从房间探出半个身子，一脸委屈：“爸爸也不会做，他说给我一块钱，让我明天早点去学校抄同学的。还让我不要告诉你，我不肯，他就吼我。”

问题背景

　　前段时间，被紧急调到一个新项目，支撑新项目的开发。跌跌撞撞之下，项目也正常上线了，期间收获颇多，无论是业务上的，还是业务之外的。业务上的就不多说了，不具通用性，意义不大，有一点业务之外的东东给我的感触比较深，特记录下来，与大家分享下 ： 查询优化

查询优化

　　完整示例工程：data-init，包括数据库表的 ddl 和 dml，以及数据批量的生成

　　相关表

　　　　涉及的表不多，一共三张：额度表、记录表 、 存款表

　　　　额度表 t_custmor_credit

CREATE TABLE t_customer_credit (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT ‘自增主键‘,
  login_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘名称‘,
    credit_type TINYINT(1) NOT NULL COMMENT ‘额度类型，1:自由资金,2:冻结资金,3:优惠‘,
    amount DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘额度值‘,
    create_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘创建者‘,
    create_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT ‘创建时间‘,
    update_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT ‘创建时间‘,
    update_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘修改者‘,
  PRIMARY KEY (id)
);

View Code

　　　　　　记录每个顾客的当前额度，额度一共分三种：自由资金、冻结资金和优惠，也就是说每个顾客会有 3 条记录来表示他的各个额度。表中数据如下

　　　　额度记录 t_custmor_credit_record

CREATE TABLE t_customer_credit_record (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT ‘自增主键‘,
  login_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘名称‘,
    credit_type TINYINT(1) NOT NULL COMMENT ‘额度类型，参考t_custmor_credit的credit_type‘,
    bill_no VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘订单号‘,
    amount_before DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘前额度值‘,
    amount_change DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘额度变化值‘,
    amount_after DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘后额度值‘,
    create_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘创建者‘,
    create_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT ‘创建时间‘,
    remark VARCHAR(500) NOT NULL DEFAULT ‘‘ COMMENT ‘备注‘,
  PRIMARY KEY (id)
);

View Code

　　　　　　记录顾客额度的每一次变化，只要有额度变化（不管是哪个额度进行了变化），都会新增3条记录，每个类型的额度都会新增一条记录。另外，该表只会有数据的插入，不会有数据的删、改。表中数据如下

　　　　存款表 t_custmor_deposit

CREATE TABLE t_customer_deposit (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT ‘自增主键‘,
  login_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘名称‘,
    bill_no VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘订单号‘,
    amount DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘存款金额‘,
    deposit_state TINYINT(1) NOT NULL COMMENT ‘存款状态: 1成功,2失败,3未知‘,
    channal TINYINT(2) NOT NULL COMMENT ‘存款渠道: 1:银联,2支付宝,3微信‘,
    create_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘创建者‘,
    create_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT ‘创建时间‘,
    remark VARCHAR(500) NOT NULL DEFAULT ‘‘ COMMENT ‘备注‘,
  PRIMARY KEY (id)
);

View Code

　　　　　　记录顾客的每一次存款，该表只会有数据的插入，不会有数据的删、改。表中数据如下

　　产品需求

　　　　分页展示如下列表（具体的过滤条件就不列了，我们就当是初始状态，还未输入过滤条件）

 　　　　实现比较简单，t_custmor_credit_record 左关联 t_custmor_deposit 就好，但是我们的额度记录表与需求列表有些许的出入，需要做一下简单的行转列。

　　需求实现

　　　　我们先来看看最初的SQL查询，这可能是很多人最容易想到的

SELECT MIN(tcd.channal) channal, MAX(tccr.id) mId,tccr.login_name,tccr.bill_no,tccr.create_time,
    IF(credit_type=1,amount_before,0) AS freeBefore,
    IF(credit_type=1,amount_change,0) AS freeChange,
    IF(credit_type=1,amount_after,0) AS freeAfter,
    IF(credit_type=2,amount_before,0) AS freezeBefore,
    IF(credit_type=2,amount_change,0) AS freezeChange,
    IF(credit_type=2,amount_after,0) AS freezeAfter,
    IF(credit_type=3,amount_before,0) AS promotionBefore,
    IF(credit_type=3,amount_change,0) AS promotionChange,
    IF(credit_type=3,amount_after,0) AS promotionAfter
FROM t_customer_credit_record tccr
LEFT JOIN t_customer_deposit tcd ON tccr.bill_no = tcd.bill_no
GROUP BY tccr.bill_no,tccr.login_name,tccr.create_time
ORDER BY mId desc
LIMIT 0, 10;

View Code

　　　　数据量少的时候，也许能在我们接受的时间内查出我们需要的结果，一旦数据量多了，这个SQL就跑不动了；我们先看下 60w 数据的情况下，我们只进行 t_custmor_credit_record 单表查询

SELECT MAX(id) mId,login_name,bill_no,create_time,
    IF(credit_type=1,amount_before,0) AS freeBefore,
    IF(credit_type=1,amount_change,0) AS freeChange,
    IF(credit_type=1,amount_after,0) AS freeAfter,
    IF(credit_type=2,amount_before,0) AS freezeBefore,
    IF(credit_type=2,amount_change,0) AS freezeChange,
    IF(credit_type=2,amount_after,0) AS freezeAfter,
    IF(credit_type=3,amount_before,0) AS promotionBefore,
    IF(credit_type=3,amount_change,0) AS promotionChange,
    IF(credit_type=3,amount_after,0) AS promotionAfter
FROM t_customer_credit_record
GROUP BY bill_no,login_name,create_time
ORDER BY mId desc
LIMIT 0, 10;

View Code

　　　　效果如下

　　　　花了近 8 秒，这还只是单表，如果执行上面的联表SQL，那时间又得增加不少（我试验的结果是直接卡住了，看不到查询结果）；

　　优化处理

　　　　加索引

　　　　　　查询慢的时候，我们最容易想到的优化方式往往就是加索引；上述SQL执行的时候，t_custmor_credit_record 和 t_custmor_deposit都没有建索引（主键索引除外），那么我们就加索引呗。我的项目中加的是唯一索引，做了唯一约束，那我这里也加唯一索引

ALTER TABLE t_customer_credit_record ADD UNIQUE uk_unique (bill_no,login_name,create_time,credit_type);
ALTER TABLE t_customer_deposit ADD UNIQUE uk_billno (bill_no);

　　　　　　此时我们看下SQL执行效果

　　　　　　我们发现，t_custmor_credit_record 单表查询的效率几乎没变，将近 8 秒，但 t_custmor_credit_record 与 t_custmor_deposit 联表的查询却在 11 秒内有结果了。加了索引为什么还这么慢了？ 难道没走索引？

　　　　　　我们是不是发现了什么？ IF函数对联表查询是否走索引有影响，也对单表的查询速度有影响。上图中的 t_custmor_credit_record 单表查询，有IF函数，查询时间近 8 秒，没有IF函数，查询时间 2 秒左右；t_custmor_credit_record 与 t_custmor_deposit 联表查，有IF函数，t_custmor_credit_record 走的是全表查，查询时间近 11 秒，没有IF函数，t_custmor_credit_record 走的是索引，查询时间 3 秒不到。那么我们有没有什么办法拿掉这个IF函数呢？

　　　　使用 CASE...WHEN....THEN 代替 IF

SELECT MAX(id) mId,login_name,bill_no,create_time,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_before ELSE 0 END AS freeBefore,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_change ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_after ELSE 0 END AS freeAfter,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_before ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_change ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_after ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_before ELSE 0 END AS promotionBefore,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_change ELSE 0 END AS promotionChange,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_after ELSE 0 END AS promotionAfter
FROM t_customer_credit_record
GROUP BY bill_no,login_name,create_time
ORDER BY mId desc
LIMIT 0, 10;

SELECT MIN(tcd.channal) channal, MAX(tccr.id) mId,tccr.login_name,tccr.bill_no,tccr.create_time,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_before ELSE 0 END AS freeBefore,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_change ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_after ELSE 0 END AS freeAfter,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_before ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_change ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_after ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_before ELSE 0 END AS promotionBefore,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_change ELSE 0 END AS promotionChange,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_after ELSE 0 END AS promotionAfter
FROM t_customer_credit_record tccr
LEFT JOIN t_customer_deposit tcd ON tccr.bill_no = tcd.bill_no
GROUP BY tccr.bill_no,tccr.login_name,tccr.create_time
ORDER BY mId desc
LIMIT 0, 10;

View Code

　　　　　　我们可以看到，执行时间与 IF 所差无几，执行计划也是与 IF 的一致，这也就反映出不是 IF的问题，应该是 GROUP BY 的问题。我们用 GROUP BY 结合 IF（或 CASE...WHEN....THEN），就是为了将 3 条额度记录合并成一条、行转列之后输出我们想要的结果，那有没有不用 GROUP BY、又能实现我们需求的方式了？

　　　　自联代替 GROUP BY

　　　　　　我们再仔细琢磨下这个需求，咋一看，确实需要行转列，那么就需要用到 GROUP BY，那么效率也就低了，这似乎是无解了？ 真的非要行转列吗，假设我们将额度记录拆分成 3 张表：一张表只存自由资金的额度变化、一张表只存冻结资金的额度变化、一张表只存优惠的额度变化，这样是不是只需要联表查而不要用 GROUP BY 来进行行转列了？ 有小伙伴有可能会问：t_custmor_credit_record 表已经定了，数据都跑了不少了，再将其进行拆分，既要改表（同时还要迁移数据），还要改代码，工程量会很大！ 我们换个角度来看 t_custmor_credit_record ，目前它是 3 中额度记录的一个总和表，我们能不能从它的身上做文章，变化出我们想要的那 3 张表，然后进行联表查询呢？ 肯定可以的，类似如下

-- 自由资金额度记录表
SELECT * FROM t_customer_credit_record WHERE credit_type = 1;
-- 冻结资金额度记录表
SELECT * FROM t_customer_credit_record WHERE credit_type = 2;
-- 优惠额度记录表
SELECT * FROM t_customer_credit_record WHERE credit_type = 3;

　　　　　　接下来的 SQL 怎么写，我想大家都知道了吧，自联就行了，写法有很多种，常见的写法有如下 4 种

-- 不用group by,做法1, 个人比较推荐， 但此种方式不支持存款表的过滤条件
SELECT d.channal,a.amount_before AS freeBefore,a.amount_change AS freeChange, a.amount_after freeAfter,
    b.amount_before AS freezeBefore,b.amount_change AS freezeChange, b.amount_after freezeAfter,
    c.amount_before AS promotionBefore,c.amount_change AS promotionChange, c.amount_after promotionAfter
FROM (
    SELECT * FROM t_customer_credit_record WHERE credit_type = 1 ORDER BY id DESC LIMIT 0, 10
) a
LEFT JOIN t_customer_credit_record b ON a.bill_no = b.bill_no AND b.credit_type = 2
LEFT JOIN t_customer_credit_record c ON a.bill_no = c.bill_no AND c.credit_type = 3
LEFT JOIN t_customer_deposit d ON a.bill_no = d.bill_no;

-- 不用group by,做法2, 此种方式支持存款表的过滤条件
SELECT a.channal,a.amount_before AS freeBefore,a.amount_change AS freeChange, a.amount_after freeAfter,
    b.amount_before AS freezeBefore,b.amount_change AS freezeChange, b.amount_after freezeAfter,
    c.amount_before AS promotionBefore,c.amount_change AS promotionChange, c.amount_after promotionAfter
FROM (
    SELECT r.*,d.channal FROM t_customer_credit_record r LEFT JOIN t_customer_deposit d ON r.bill_no = d.bill_no
    WHERE r.credit_type = 1 ORDER BY r.id DESC LIMIT 0, 10
) a
LEFT JOIN t_customer_credit_record b ON a.bill_no = b.bill_no AND b.credit_type = 2
LEFT JOIN t_customer_credit_record c ON a.bill_no = c.bill_no AND c.credit_type = 3;

-- 不用group by,做法3, 这是最容易想到的方法
SELECT d.channal,a.amount_before AS freeBefore,a.amount_change AS freeChange, a.amount_after freeAfter,
    b.amount_before AS freezeBefore,b.amount_change AS freezeChange, b.amount_after freezeAfter,
    c.amount_before AS promotionBefore,c.amount_change AS promotionChange, c.amount_after promotionAfter
FROM t_customer_credit_record a
LEFT JOIN t_customer_credit_record b ON a.bill_no = b.bill_no
LEFT JOIN t_customer_credit_record c ON a.bill_no = c.bill_no
LEFT JOIN t_customer_deposit d ON a.bill_no = d.bill_no
WHERE a.credit_type = 1 AND b.credit_type = 2 AND c.credit_type = 3 
ORDER BY a.id DESC LIMIT 0, 10;

-- 不用group by,做法4
SELECT d.channal,a.amount_before AS freeBefore,a.amount_change AS freeChange, a.amount_after freeAfter,
    b.amount_before AS freezeBefore,b.amount_change AS freezeChange, b.amount_after freezeAfter,
    c.amount_before AS promotionBefore,c.amount_change AS promotionChange, c.amount_after promotionAfter
FROM t_customer_credit_record a
LEFT JOIN t_customer_credit_record b ON a.bill_no = b.bill_no AND b.credit_type = 2
LEFT JOIN t_customer_credit_record c ON a.bill_no = c.bill_no AND c.credit_type = 3
LEFT JOIN t_customer_deposit d ON a.bill_no = d.bill_no
WHERE a.credit_type = 1 
ORDER BY a.id DESC LIMIT 0, 10;

View Code

　　　　　　执行结果如下

　　　　　　就目前的数据量而言，4 种写法的效率一样，但是数据量再往上走，它们之前还是有性能差别的，大家可以仔细看看这 4 个 SQL 的执行计划，它们之间还是有区别的。最终我的项目中采用的是第一种写法

　　　　表重新设计

　　　　　　我们回过头去看看 t_customer_credit 和 t_custmor_credit_record，是否真的有必要用 3 条记录来存放顾客的 3 种额度，一条记录将用户的 3 种额度都记录下来不是更好吗？ 如下所示

-- 自认为更好的表设计
DROP TABLE IF EXISTS t_customer_credit_plus;
CREATE TABLE t_customer_credit_plus (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT ‘自增主键‘,
  login_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘登录名‘,
    free_amount DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘自由资金额度‘,
    freeze_amount DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘冻结资金额度‘,
    promotion_amount DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘优惠资金额度‘,
    create_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘创建者‘,
    create_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT ‘创建时间‘,
    update_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT ‘创建时间‘,
    update_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘修改者‘,
  PRIMARY KEY (id),
  UNIQUE KEY `uk_login_name` (`login_name`)
);
DROP TABLE IF EXISTS t_customer_credit_record_plus;
CREATE TABLE t_customer_credit_record_plus (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT ‘自增主键‘,
  login_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘登录名‘,
    bill_no VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘订单号‘,
    free_amount_before DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘自由资金前额度值‘,
    free_amount_change DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘自由资金前额度变化值‘,
    free_amount_after DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘自由资金前后额度值‘,
    freeze_amount_before DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘冻结资金前额度值‘,
    freeze_amount_change DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘冻结资金额度变化值‘,
    freeze_amount_after DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘冻结资金后额度值‘,
    promotion_amount_before DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘优惠前额度值‘,
    promotion_amount_change DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘优惠额度变化值‘,
    promotion_amount_after DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT ‘0.00000‘ COMMENT ‘优惠后额度值‘,
    create_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT ‘创建者‘,
    create_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT ‘创建时间‘,
    remark VARCHAR(500) NOT NULL DEFAULT ‘‘ COMMENT ‘备注‘,
  PRIMARY KEY (id),
  UNIQUE KEY `uk_unique` (`bill_no`,`login_name`,`create_time`)
);

View Code

　　　　　　我想很多人都会有相同的感觉吧，但是从拓展性出发，分 3 条记录的做法更好，为什么呢？ 如果后续新增 1 种或多种另外的额度类型，上述的 1 条记录的表设计就需要新增字段来适配了， 但是 3 条记录的做法，只需要拓展credit_type的值就好了，表无需改动。各有利弊，如何选择，需要团队协商之后做出最好的选择。

　　　　　　最终项目中采用的还是 3 条记录存放 3 个额度的方式，没有采用我说的；原因是：大家都认为效率影响不大，也容易理解，关键是拓展性很好，后续很方便就能加入新的额度类型。

　　　　业务上的协调

　　　　　　最后我们再回到需求上来，这个 存款渠道 真的有必要显示在额度记录吗？

　　　　　　1、对公司来说，存款记录越多，那肯定是越好，但我们从实际出发，存款记录在额度记录中占的比例大吗，这个相信大家也都能想象得到，比例非常低，可能 100 条记录中会有 1 条；

　　　　　　2、本来就有单独的存款页面展示顾客的存款，去专门的存款记录页面看岂不是更直观？

　　　　　　最后和产品讨论，还真把这一列给拿掉了，那么我们也就不需要关联存款表来查了，SQL 更简单，效率也更高了！

总结

　　1、SQL 行转列，往往是 GROUP BY 配合聚合函数（SUM、MAX、MIN等）来实现，当然也包括 IF 和 CASE...WHEN....THEN；

　　2、索引是提高查询效率的最有效的、也是最常用的方式，我们对查询的优化都要往索引上靠，EXPLAIN 可以查看SQL的执行计划，我们可以从中获取SQL优化的提示；

　　3、一定要结合业务来写出高效的SQL

　　　　可能很多小伙伴会有这样的不满：上述的 3 个额度的例子有点特殊，不具备通用性，上述高效的SQL也只是在你（楼主）的项目中有效。你说的对，但是我们要知道，技术本身就是用来服务业务的，脱离了业务，技术有什么实际意义？ 但是我们回过头去细看，我举的例子真的就特殊到独一无二？ 我想还算比较通用吧，还是能套用很多场景的。

　　4、要敢于质疑需求

　　　　虽然大多数时候产品都考虑比较周到，但也不能完全保证他没有不犯迷糊的时候吧。有疑惑就向产品问清楚，我们实现的也更快、更准确。一定不要对疑问藏着掖着，以我亲身经历来讲，很多时候开发认为的都是对的，如果藏着掖着，那你就准备返工改成你之前认为的那样吧！