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SQL性能优化的最佳21条经验添加时间:2024-03-12

文章来自博客:点这看原文,知识的搬运工

SQL性能优化

一、SQL的执行顺序


顺序:FROM——ON——JOIN——WHERE——GROUP BY——SUM、COUNT——HAVING——SELECT——DISTINCT——ORDER BY——LIMIT


与写SQL的顺序不同,SQL的执行顺序并不是从select开始,而是从from开始


1、FROM:先去获取from里面的表,拿到对应的数据,生成虚拟表1。


2、ON:对虚拟表1应用ON筛选,符合条件的数据生成虚拟表2。


3、JOIN:根据JOIN的类型去执行相对应的操作,获取对应的数据,生成虚拟表3。


4、WHERE:对虚拟表3的数据进行条件过滤,符合记录的数据生成虚拟表4。


5、GROUP BY:根据group by中的列,对虚拟表4进行数据分组操作,生成虚拟表5。


6、CUBE|ROLLUP(聚合函数使用):主要是使用相关的聚合函数,生成虚拟表6。


7、HAVING:对虚拟表6的数据过滤,生成虚拟表7,这个过滤是在where中无法完成的,同时count(expr)返回不为NULL的行数,而count(1)和count(*)是会返回包括NULL在内的行数。


8、SELECT:选择指定的列,生成虚拟表8。


9、DISTINCT:数据去重,生成虚拟表9。


10、ORDER BY:对虚拟表9中的数据进行指定列的排序,生成虚拟表10。


11、LIMIT:取出指定行的记录,生成虚拟表11,返回给查询用户。


以上是SQL各关键词的执行顺序,如果在一条SQL语句里面你没有用到某个关键词那就不会被执行了。理解SQL的逻辑执行顺序对我们在实际写SQL的过程中也会有帮助的。


二、执行计划——EXPLAIN
执行计划,是SQL在数据库中执行时的表现情况,通常用于SQL性能分析,优化等场景。

在MySQL使用 explain 关键字来查看SQL的执行计划。
基本的语法:EXPLAIN(select * from table)
在常规SQL语句前面加上EXPLAIN即可


运行结果:


参数解释:
1、id:数字越大越先执行,一样大则从上往下执行,如果为NULL则表示是结果集,不需要用来查询。


2、select_type:
simple:不需要union的操作或者是不包含子查询的简单select语句。
primary:需要union操作或者含有子查询的select语句。
union:连接两个select查询,第一个查询是dervied派生表,第二个及后面的表select_type都是union。
dependent union:与union一样,出现在union 或union all语句中,但是这个查询要受到外部查询的影响。
union result:包含union的结果集。
subquery:除了from字句中包含的子查询外,其他地方出现的子查询都可能是subquery。
dependent subquery:与dependent union类似,表示这个subquery的查询要受到外部表查询的影响。
derived:from字句中出现的子查询,也叫做派生表,其他数据库中可能叫做内联视图或嵌套select。


3、table
表名,如果是用了别名,则显示别名


4、type
依次从好到差:system,const,eq_ref,ref,fulltext,ref_or_null,unique_subquery,index_subquery,range,index_merge,index,ALL,除了all之外,其他的type都可以使用到索引,除了index_merge之外,其他的type只可以用到一个索引。


system:表中只有一行数据或者是空表。


const:使用唯一索引或者主键,返回记录一定是1行记录的等值where条件时,通常type是const。


eq_ref:出现在要连接过个表的查询计划中,驱动表只返回一行数据,且这行数据是第二个表的主键或者唯一索引,且必须为not null,唯一索引和主键是多列时,只有所有的列都用作比较时才会出现eq_ref。


ref:不像eq_ref那样要求连接顺序,也没有主键和唯一索引的要求,只要使用相等条件检索时就可能出现,常见与辅助索引的等值查找。


fulltext:全文索引检索,要注意,全文索引的优先级很高,若全文索引和普通索引同时存在时,mysql不管代价,优先选择使用全文索引。


ref_or_null:与ref方法类似,只是增加了null值的比较。实际用的不多。


unique_subquery:用于where中的in形式子查询,子查询返回不重复值唯一值。


index_subquery:用于in形式子查询使用到了辅助索引或者in常数列表,子查询可能返回重复值,可以使用索引将子查询去重。


range:索引范围扫描,常见于使用>,<,is null,between ,in ,like等运算符的查询中。


index_merge:表示查询使用了两个以上的索引,最后取交集或者并集,常见and ,or的条件使用了不同的索引。


index:索引全表扫描,把索引从头到尾扫一遍,常见于使用索引列就可以处理不需要读取数据文件的查询、可以使用索引排序或者分组的查询。


all:这个就是全表扫描数据文件,然后再在server层进行过滤返回符合要求的记录。


5、possible_keys:查询可能使用到的索引。


6、key:查询真正使用到的索引。


7、key_len:用于处理查询的索引长度。


8、ref:常数等值查询显示const,连接查询则显示表的关联字段。


9、rows:执行计划中估算的扫描行数,不是精确值。


10、filtered:表示存储引擎返回的数据在server层过滤后,剩下多少满足查询的记录数量的比例。


11、extra:该字段信息较多,这里就不一一叙述了。


在实际的使用过程中我们需要重点去关注type、key、key_len、rows、extra这几个参数,type要努力优化到range级别,all要尽量少的出现,在查询的过程中要尽量使用索引,提高效率,在extra里面出现Using filesort, Using temporary是不太好的,要去优化提高性能。

大多数的MySQL服务器都开启了查询缓存。这是提高性最有效的方法之一,而且这是被MySQL的数据库引擎处理的。当有很多相同的查询被执行了多次的时候,这些查询结果会被放到一个缓存中,这样,后续的相同的查询就不用操作表而直接访问缓存结果了。

这里最主要的问题是,对于程序员来说,这个事情是很容易被忽略的。因为,我们某些查询语句会让MySQL不使用缓存。所以,你所需要的就是用一个变量来代替MySQL的函数,从而开启缓存。


使用EXPLAIN关键字可以让你知道MySQL是如何处理你的SQL语句的。这可以帮你分析你的查询语句或是表结构的性能瓶颈。

EXPLAIN的查询结果还会告诉你你的索引主键被如何利用的,你的数据表是如何被搜索和排序的……等等,等等。


当你查询表的有些时候,你已经知道结果只会有一条结果,但因为你可能需要去fetch游标,或是你也许会去检查返回的记录数。

在这种情况下,加上LIMIT 1可以增加性能。这样一样,MySQL数据库引擎会在找到一条数据后停止搜索,而不是继续往后查少下一条符合记录的数据。


索引并不一定就是给主键或是唯一的字段。如果在你的表中,有某个字段你总要会经常用来做搜索,那么,请为其建立索引吧。

从上图你可以看到那个搜索字串 “last_name LIKE ‘a%’”,一个是建了索引,一个是没有索引,性能差了4倍左右。

另外,你应该也需要知道什么样的搜索是不能使用正常的索引的。例如,当你需要在一篇大的文章中搜索一个词时,如: “WHERE post_content LIKE ‘%apple%’”,索引可能是没有意义的。你可能需要使用MySQL全文索引或是自己做一个索引(比如说:搜索关键词或是Tag什么的)


如果你的应用程序有很多JOIN查询,你应该确认两个表中Join的字段是被建过索引的。这样,MySQL内部会启动为你优化Join的SQL语句的机制。

而且,这些被用来Join的字段,应该是相同的类型的。例如:如果你要把DECIMAL字段和一个INT字段Join在一起,MySQL就无法使用它们的索引。对于那些STRING类型,还需要有相同的字符集才行。(两个表的字符集有可能不一样)


想打乱返回的数据行?随机挑一个数据?真不知道谁发明了这种用法,但很多新手很喜欢这样用。但你确不了解这样做有多么可怕的性能问题。

如果你真的想把返回的数据行打乱了,你有N种方法可以达到这个目的。这样使用只让你的数据库的性能呈指数级的下降。这里的问题是:MySQL会不得不去执行RAND()函数(很耗CPU时间),而且这是为了每一行记录去记行,然后再对其排序。就算是你用了Limit 1也无济于事(因为要排序)


从数据库里读出越多的数据,那么查询就会变得越慢。并且,如果你的数据库服务器和WEB服务器是两台独立的服务器的话,这还会增加网络传输的负载。所以,你应该养成一个需要什么就取什么的好的习惯。


我们应该为数据库里的每张表都设置一个ID做为其主键,而且最好的是一个INT型的(推荐使用UNSIGNED),并设置上自动增加的AUTO_INCREMENT标志。

就算是你users表有一个主键叫“email”的字段,你也别让它成为主键。使用VARCHAR类型来当主键会使用得性能下降。另外,在你的程序中,你应该使用表的ID来构造你的数据结构。

而且,在MySQL数据引擎下,还有一些操作需要使用主键,在这些情况下,主键的性能和设置变得非常重要,比如,集群,分区……

在这里,只有一个情况是例外,那就是“关联表”的“外键”,也就是说,这个表的主键,通过若干个别的表的主键构成。我们把这个情况叫做“外键”。比如:有一个“学生表”有学生的ID,有一个“课程表”有课程ID,那么,“成绩表”就是“关联表”了,其关联了学生表和课程表,在成绩表中,学生ID和课程ID叫“外键”其共同组成主键。


ENUM类型是非常快和紧凑的。在实际上,其保存的是TINYINT,但其外表上显示为字符串。这样一来,用这个字段来做一些选项列表变得相当的完美。

如果你有一个字段,比如“性别”,“国家”,“民族”,“状态”或“部门”,你知道这些字段的取值是有限而且固定的,那么,你应该使用ENUM而不是VARCHAR。

MySQL也有一个“建议”(见第十条)告诉你怎么去重新组织你的表结构。当你有一个VARCHAR字段时,这个建议会告诉你把其改成ENUM类型。使用PROCEDURE ANALYSE() 你可以得到相关的建议。


PROCEDURE ANALYSE() 会让MySQL帮你去分析你的字段和其实际的数据,并会给你一些有用的建议。只有表中有实际的数据,这些建议才会变得有用,因为要做一些大的决定是需要有数据作为基础的。

例如,如果你创建了一个INT字段作为你的主键,然而并没有太多的数据,那么,PROCEDURE ANALYSE()会建议你把这个字段的类型改成MEDIUMINT。或是你使用了一个VARCHAR字段,因为数据不多,你可能会得到一个让你把它改成ENUM的建议。这些建议,都是可能因为数据不够多,所以决策做得就不够准。

在phpmyadmin里,你可以在查看表时,点击“Propose table structure”来查看这些建议

一定要注意,这些只是建议,只有当你的表里的数据越来越多时,这些建议才会变得准确。一定要记住,你才是最终做决定的人。

除非你有一个很特别的原因去使用NULL值,你应该总是让你的字段保持NOT NULL。这看起来好像有点争议,请往下看。

首先,问问你自己“Empty”和“NULL”有多大的区别(如果是INT,那就是0和NULL)?如果你觉得它们之间没有什么区别,那么你就不要使用NULL。(你知道吗?在Oracle里,NULL 和 Empty的字符串是一样的!)

不要以为 NULL 不需要空间,其需要额外的空间,并且,在你进行比较的时候,你的程序会更复杂。当然,这里并不是说你就不能使用NULL了,现实情况是很复杂的,依然会有些情况下,你需要使用NULL值。


Prepared Statements很像存储过程,是一种运行在后台的SQL语句集合,我们可以从使用prepared statements获得很多好处,无论是性能问题还是安全问题。

Prepared Statements可以检查一些你绑定好的变量,这样可以保护你的程序不会受到“SQL注入式”攻击。当然,你也可以手动地检查你的这些变量,然而,手动的检查容易出问题,而且很经常会被程序员忘了。当我们使用一些framework或是ORM的时候,这样的问题会好一些。

在性能方面,当一个相同的查询被使用多次的时候,这会为你带来可观的性能优势。你可以给这些Prepared Statements定义一些参数,而MySQL只会解析一次。

虽然最新版本的MySQL在传输Prepared Statements是使用二进制形势,所以这会使得网络传输非常有效率。

当然,也有一些情况下,我们需要避免使用Prepared Statements,因为其不支持查询缓存。但据说版本5.1后支持了。 php程序员之家

在PHP中要使用prepared statements,你可以查看其使用手册:mysqli扩展或是使用数据库抽象层,如:PDO.


正常的情况下,当你在当你在你的脚本中执行一个SQL语句的时候,你的程序会停在那里直到没这个SQL语句返回,然后你的程序再往下继续执行。你可以使用无缓冲查询来改变这个行为。

关于这个事情,在PHP的文档中有一个非常不错的说明:mysql_unbuffered_query()函数:

上面那句话翻译过来是说,mysql_unbuffered_query()发送一个SQL语句到MySQL而并不像mysql_query()一样去自动fethch和缓存结果。这会相当节约很多可观的内存,尤其是那些会产生大量结果的查询语句,并且,你不需要等到所有的结果都返回,只需要第一行数据返回的时候,你就可以开始马上开始工作于查询结果了。

然而,这会有一些限制。因为你要么把所有行都读走,或是你要在进行下一次的查询前调用 mysql_free_result() 清除结果。而且, mysql_num_rows() 或 mysql_data_seek() 将无法使用。所以,是否使用无缓冲的查询你需要仔细考虑。

很多程序员都会创建一个VARCHAR(15) 字段来存放字符串形式的IP而不是整形的IP。如果你用整形来存放,只需要4个字节,并且你可以有定长的字段。而且,这会为你带来查询上的优势,尤其是当你需要使用这样的WHERE条件:IP between ip1 and ip2。

我们必需要使用UNSIGNED INT,因为IP地址会使用整个32位的无符号整形。

而你的查询,你可以使用 INET_ATON()来把一个字符串IP转成一个整形,并使用INET_NTOA()把一个整形转成一个字符串IP。在PHP中,也有这样的函数 ip2long()和long2ip()。


如果表中的所有字段都是“固定长度”的,整个表会被认为是 “static” 或 “fixed-length”。 例如,表中没有如下类型的字段: VARCHAR,TEXT,BLOB。只要你包括了其中一个这些字段,那么这个表就不是“固定长度静态表”了,这样,MySQL 引擎会用另一种方法来处理。

固定长度的表会提高性能,因为MySQL搜寻得会更快一些,因为这些固定的长度是很容易计算下一个数据的偏移量的,所以读取的自然也会很快。而如果字段不是定长的,那么,每一次要找下一条的话,需要程序找到主键。

并且,固定长度的表也更容易被缓存和重建。不过,唯一的副作用是,固定长度的字段会浪费一些空间,因为定长的字段无论你用不用,他都是要分配那么多的空间。使用“垂直分割”技术(见下一条),你可以分割你的表成为两个一个是定长的,一个则是不定长的。


“垂直分割”是一种把数据库中的表按列变成几张表的方法,这样可以降低表的复杂度和字段的数目,从而达到优化的目的。(以前,在银行做过项目,见过一张表有100多个字段,很恐怖)

示例一:在Users表中有一个字段是家庭地址,这个字段是可选字段,相比起,而且你在数据库操作的时候除了个人信息外,你并不需要经常读取或是改写这个字段。那么,为什么不把他放到另外一张表中呢?这样会让你的表有更好的性能,大家想想是不是,大量的时候,我对于用户表来说,只有用户ID,用户名,口令,用户角色等会被经常使用。小一点的表总是会有好的性能。

示例二:你有一个叫“last_login”的字段,它会在每次用户登录时被更新。但是,每次更新时会导致该表的查询缓存被清空。所以,你可以把这个字段放到另一个表中,这样就不会影响你对用户ID,用户名,用户角色的不停地读取了,因为查询缓存会帮你增加很多性能。hp程序员之家

另外,你需要注意的是,这些被分出去的字段所形成的表,你不会经常性地去Join他们,不然的话,这样的性能会比不分割时还要差,而且,会是极数级的下降。


如果你需要在一个在线的网站上去执行一个大的DELETE或INSERT查询,你需要非常小心,要避免你的操作让你的整个网站停止相应。因为这两个操作是会锁表的,表一锁住了,别的操作都进不来了。

Apache会有很多的子进程或线程。所以,其工作起来相当有效率,而我们的服务器也不希望有太多的子进程,线程和数据库链接,这是极大的占服务器资源的事情,尤其是内存。

如果你把你的表锁上一段时间,比如30秒钟,那么对于一个有很高访问量的站点来说,这30秒所积累的访问进程/线程,数据库链接,打开的文件数,可能不仅仅会让你泊WEB服务Crash,还可能会让你的整台服务器马上掛了。

所以,如果你有一个大的处理,你定你一定把其拆分,使用LIMIT条件是一个好的方法。


对于大多数的数据库引擎来说,硬盘操作可能是最重大的瓶颈。所以,把你的数据变得紧凑会对这种情况非常有帮助,因为这减少了对硬盘的访问。

参看MySQL的文档Storage Requirements查看所有的数据类型。

如果一个表只会有几列罢了(比如说字典表,配置表),那么,我们就没有理由使用INT来做主键,使用MEDIUMINT,SMALLINT或是更小的TINYINT会更经济一些。如果你不需要记录时间,使用DATE要比DATETIME好得多。

当然,你也需要留够足够的扩展空间,不然,你日后来干这个事,你会死的很难看,参看Slashdot的例子(2009年11月06日),一个简单的ALTER TABLE语句花了3个多小时,因为里面有一千六百万条数据。


在MySQL中有两个存储引擎MyISAM和InnoDB,每个引擎都有利有弊。酷壳以前文章《MySQL: InnoDB 还是 MyISAM?》讨论和这个事情。

MyISAM适合于一些需要大量查询的应用,但其对于有大量写操作并不是很好。甚至你只是需要update一个字段,整个表都会被锁起来,而别的进程,就算是读进程都无法操作直到读操作完成。另外,MyISAM对于 SELECT COUNT(*) 这类的计算是超快无比的。

InnoDB的趋势会是一个非常复杂的存储引擎,对于一些小的应用,它会比 MyISAM还慢。他是它支持“行锁” ,于是在写操作比较多的时候,会更优秀。并且,他还支持更多的高级应用,比如:事务。

下面是MySQL的手册

  • target=”_blank”MyISAM Storage Engine
  • InnoDB Storage Engine


使用 ORM (Object Relational Mapper),你能够获得可靠的性能增涨。一个ORM可以做的所有事情,也能被手动的编写出来。但是,这需要一个高级专家。

ORM的最重要的是“Lazy Loading”,也就是说,只有在需要的去取值的时候才会去真正的去做。但你也需要小心这种机制的副作用,因为这很有可能会因为要去创建很多很多小的查询反而会降低性能。ORM还可以把你的SQL语句打包成一个事务,这会比单独执行他们快得多得多。

目前,个人最喜欢的PHP的ORM是:Doctrine。


“永久链接”的目的是用来减少重新创建MySQL链接的次数。当一个链接被创建了,它会永远处在连接的状态,就算是数据库操作已经结束了。而且,自从我们的Apache开始重用它的子进程后——也就是说,下一次的HTTP请求会重用Apache的子进程,并重用相同的MySQL链接。

PHP手册:mysql_pconnect()

在理论上来说,这听起来非常的不错。但是从个人经验(也是大多数人的)上来说,这个功能制造出来的麻烦事更多。因为,你只有有限的链接数,内存问题,文件句柄数,等等。

而且,Apache运行在极端并行的环境中,会创建很多很多的了进程。这就是为什么这种“永久链接”的机制工作地不好的原因。在你决定要使用“永久链接”之前,你需要好好地考虑一下你的整个系统的架构。


select * from(SELECT @rowno:=@rowno+1 as rowno,r.* from uni_chains r,(select @rowno:=0) t) tt where rowno<=3

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