一次900萬+數(shù)據(jù)量 SQL 查詢優(yōu)化后的原理總結(jié)!
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有一張流水表,未分庫(kù)分表,目前的數(shù)據(jù)量為950w,分頁(yè)查詢使用到了limit,優(yōu)化之前的查詢耗時(shí)167s左右 (execution: 16s831ms, fetching: 107 ms),按照下文的方式調(diào)整SQL后,耗時(shí)347ms (execution: 163 ms, fetching: 184 ms);優(yōu)化前的SQL類似這樣:
SELECT 各種字段FROM `table_name`WHERE 各種條件LIMIT 0,10;
優(yōu)化后SQL是這樣的(這種優(yōu)化手段在高性能MySQL中有提及):
SELECT 各種字段FROM `table_name` main_taleRIGHT JOIN (SELECT 子查詢只查主鍵FROM `table_name`WHERE 各種條件LIMIT 0,10;) temp_table ON temp_table.主鍵 = main_table.主鍵
一,前言
首先說明一下MySQL的版本:
mysql> select version();+-----------+| version() |+-----------+| 5.7.17 |+-----------+1 row in set (0.00 sec)
再看一下表結(jié)構(gòu):
mysql> desc test;+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+| Field | Type | Null | Key | Default | Extra |+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+| id | bigint(20) unsigned | NO | PRI | NULL | auto_increment || val | int(10) unsigned | NO | MUL | 0 | || source | int(10) unsigned | NO | | 0 | |+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+3 rows in set (0.00 sec)
id為自增主鍵,val為非唯一索引。
灌入大量數(shù)據(jù),共500萬:
mysql> select count(*) from test;+----------+| count(*) |+----------+| 5242882 |+----------+1 row in set (4.25 sec)
我們知道,當(dāng)limit offset rows中的offset很大時(shí),會(huì)出現(xiàn)效率問題:
mysql> select * from test where val=4 limit 300000,5;+---------+-----+--------+| id | val | source |+---------+-----+--------+| 3327622 | 4 | 4 || 3327632 | 4 | 4 || 3327642 | 4 | 4 || 3327652 | 4 | 4 || 3327662 | 4 | 4 |+---------+-----+--------+5 rows in set (15.98 sec)
為了達(dá)到相同的目的,我們一般會(huì)改寫成如下語句:
mysql> select * from test a inner join (select id from test where val=4 limit 300000,5) b on a.id=b.id;+---------+-----+--------+---------+| id | val | source | id |+---------+-----+--------+---------+| 3327622 | 4 | 4 | 3327622 || 3327632 | 4 | 4 | 3327632 || 3327642 | 4 | 4 | 3327642 || 3327652 | 4 | 4 | 3327652 || 3327662 | 4 | 4 | 3327662 |+---------+-----+--------+---------+5 rows in set (0.38 sec)
時(shí)間相差很明顯。
為什么會(huì)出現(xiàn)上面的結(jié)果?我們看一下select * from test where val=4 limit 300000,5;的查詢過程:
查詢到索引葉子節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。根據(jù)葉子節(jié)點(diǎn)上的主鍵值去聚簇索引上查詢需要的全部字段值。
像上面這樣,需要查詢300005次索引節(jié)點(diǎn),查詢300005次聚簇索引的數(shù)據(jù),最后再將結(jié)果過濾掉前300000條,取出最后5條。MySQL耗費(fèi)了大量隨機(jī)I/O在查詢聚簇索引的數(shù)據(jù)上,而有300000次隨機(jī)I/O查詢到的數(shù)據(jù)是不會(huì)出現(xiàn)在結(jié)果集當(dāng)中的。
肯定會(huì)有人問:既然一開始是利用索引的,為什么不先沿著索引葉子節(jié)點(diǎn)查詢到最后需要的5個(gè)節(jié)點(diǎn),然后再去聚簇索引中查詢實(shí)際數(shù)據(jù)。
證實(shí)
下面我們實(shí)際操作一下來證實(shí)上述的推論:
為了證實(shí)select*fromtestwhereval=4limit300000,5是掃描300005個(gè)索引節(jié)點(diǎn)和300005個(gè)聚簇索引上的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn),我們需要知道MySQL有沒有辦法統(tǒng)計(jì)在一個(gè)sql中通過索引節(jié)點(diǎn)查詢數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的次數(shù)。我先試了Handlerread*系列,很遺憾沒有一個(gè)變量能滿足條件。
我只能通過間接的方式來證實(shí):
InnoDB中有buffer pool。里面存有最近訪問過的數(shù)據(jù)頁(yè),包括數(shù)據(jù)頁(yè)和索引頁(yè)。所以我們需要運(yùn)行兩個(gè)sql,來比較buffer pool中的數(shù)據(jù)頁(yè)的數(shù)量。預(yù)測(cè)結(jié)果是運(yùn)行select*fromtest a inner join(selectidfromtestwhereval=4limit300000,5);之后,buffer pool中的數(shù)據(jù)頁(yè)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于select*fromtestwhereval=4limit300000,5;對(duì)應(yīng)的數(shù)量,因?yàn)榍耙粋€(gè)sql只訪問5次數(shù)據(jù)頁(yè),而后一個(gè)sql訪問300005次數(shù)據(jù)頁(yè)。
select*fromtestwhereval=4limit300000,5
mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like '%test%' group by index_name;Empty set (0.04 sec)
可以看出,目前buffer pool中沒有關(guān)于test表的數(shù)據(jù)頁(yè)。
mysql> select * from test where val=4 limit 300000,5;+---------+-----+--------+| id | val | source |+---------+-----+--------+| 3327622 | 4 | 4 || 3327632 | 4 | 4 || 3327642 | 4 | 4 || 3327652 | 4 | 4 || 3327662 | 4 | 4 |+---------+-----+--------+5 rows in set (26.19 sec) mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like '%test%' group by index_name;+------------+----------+| index_name | count(*) |+------------+----------+| PRIMARY | 4098 || val | 208 |+------------+----------+2 rows in set (0.04 sec)
可以看出,此時(shí)buffer pool中關(guān)于test表有4098個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè),208個(gè)索引頁(yè)。
select*fromtest a inner join(selectidfromtestwhereval=4limit300000,5);為了防止上次試驗(yàn)的影響,我們需要清空buffer pool,可以通過重啟mysql來實(shí)現(xiàn)。然后再次運(yùn)行優(yōu)化后的SQL:
mysqladmin shutdown/usr/local/bin/mysqld_safe &
mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like '%test%' group by index_name; Empty set (0.03 sec)
運(yùn)行sql:
mysql> select * from test a inner join (select id from test where val=4 limit 300000,5) b on a.id=b.id;+---------+-----+--------+---------+| id | val | source | id |+---------+-----+--------+---------+| 3327622 | 4 | 4 | 3327622 || 3327632 | 4 | 4 | 3327632 || 3327642 | 4 | 4 | 3327642 || 3327652 | 4 | 4 | 3327652 || 3327662 | 4 | 4 | 3327662 |+---------+-----+--------+---------+5 rows in set (0.09 sec) mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like '%test%' group by index_name;+------------+----------+| index_name | count(*) |+------------+----------+| PRIMARY | 5 || val | 390 |+------------+----------+2 rows in set (0.03 sec)
我們可以看明顯的看出兩者的差別:第一個(gè)sql加載了4098個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)到buffer pool,而第二個(gè)sql只加載了5個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)到buffer pool。符合我們的預(yù)測(cè)。也證實(shí)了為什么第一個(gè)sql會(huì)慢:讀取大量的無用數(shù)據(jù)行(300000),最后卻拋棄掉。而且這會(huì)造成一個(gè)問題:加載了很多熱點(diǎn)不是很高的數(shù)據(jù)頁(yè)到buffer pool,會(huì)造成buffer pool的污染,占用buffer pool的空間。遇到的問題
為了在每次重啟時(shí)確保清空buffer pool,我們需要關(guān)閉innodbbufferpooldumpatshutdown和innodbbufferpoolloadatstartup,這兩個(gè)選項(xiàng)能夠控制數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)閉時(shí)dump出buffer pool中的數(shù)據(jù)和在數(shù)據(jù)庫(kù)開啟時(shí)載入在磁盤上備份buffer pool的數(shù)據(jù)。
作者:Muscleape,本文版權(quán)歸作者所有
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