关于SQL语法的8种执行方案

sql语句的执行顺序:
fromon joinwheregroup byhavingselectdistinctorder bylimit 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   operationwhere  type = 'sqlstats'       and name = 'slowlog'order  by create_timelimit  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:
注 意
select   *from     operationwhere    type = 'sqlstats'and      name = 'slowlog'and      create_time > '2017-03-16 1400'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 oset    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.idset    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.idorder  by a.is_reply asc,          a.appraise_time desclimit  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)) torder  by  is_reply asc,          appraisetime desclimit  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:
1、聚合子查询;2、含有 limit 的子查询;3、union 或 union all 子查询;4、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) twhere  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   operationwhere  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 http://mysql.taobao.org/monthly/2016/07/08
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.pidwhere  ( o.display = 0 )       and ( o.ostaus = 1 )order  by o.selltime desclimit  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 owhere  ( o.display = 0 )       and ( o.ostaus = 1 )order  by o.selltime desclimit  0, 15) o     left join my_userinfo u              on o.uid = u.uid     left join my_productinfo p              on o.pid = p.pidorder by  o.selltime desclimit 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.allocatedfrom      (              select   resourceid              from     my_distribute d                   where    isdelete = 0                   and      cusmanagercode = '1234567'                   order by salecode limit 20) aleft join          (              select   resourcesid, sum(ifnull(allocation, 0) * 12345) allocated              from     my_resources                   group by resourcesid) con        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.allocatedfrom      (                   select   resourceid                   from     my_distribute d                   where    isdelete = 0                   and      cusmanagercode = '1234567'                   order by salecode limit 20) aleft 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) con        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.allocatedfrom      aleft join          (                   select   resourcesid, sum(ifnull(allocation, 0) * 12345) allocated                   from     my_resources r,                            a                   where    r.resourcesid = a.resourcesid                   group by resourcesid) con        a.resourceid = c.resourcesid 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 。


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