面试题:在平常工做中怎么作MySQL优化的?

MySQL常见的优化手段分为下面几个方面:html

SQL优化、设计优化,硬件优化等,其中每一个大的方向中又包含多个小的优化点git

下面咱们具体来看看github

文章首发在公众号(月伴飞鱼),以后同步到掘金和我的网站:xiaoflyfish.cn/算法

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SQL优化

此优化方案指的是经过优化 SQL 语句以及索引来提升 MySQL 数据库的运行效率,具体内容以下:数据库

分页优化

例如:缓存

select * from table where type = 2 and level = 9 order by id asc limit 190289,10;
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优化方案:服务器

  • 延迟关联网络

    先经过where条件提取出主键,在将该表与原数据表关联,经过主键id提取数据行,而不是经过原来的二级索引提取数据行oop

    例如:

select a.* from table a, (select id from table where type = 2 and level = 9 order by id asc limit 190289,10 ) b where a.id = b.id
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  • 书签方式

    书签方式说白了就是找到limit第一个参数对应的主键值,再根据这个主键值再去过滤并limit

    例如:

select * from table where id > (select * from table where type = 2 and level = 9 order by id asc limit 190289, 1) limit 10;
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索引优化

正确使用索引

假如咱们没有添加索引,那么在查询时就会触发全表扫描,所以查询的数据就会不少,而且查询效率会很低,为了提升查询的性能,咱们就须要给最常使用的查询字段上,添加相应的索引,这样才能提升查询的性能

创建覆盖索引

InnoDB使用辅助索引查询数据时会回表,可是若是索引的叶节点中已经包含要查询的字段,那它没有必要再回表查询了,这就叫覆盖索引

例如对于以下查询:

select name from test where city='上海'
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咱们将被查询的字段创建到联合索引中,这样查询结果就能够直接从索引中获取

alter table test add index idx_city_name (city, name);
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在 MySQL 5.0 以前的版本尽可能避免使用or查询

在 MySQL 5.0 以前的版本要尽可能避免使用 or 查询,可使用 union 或者子查询来替代,由于早期的 MySQL 版本使用 or 查询可能会致使索引失效,在 MySQL 5.0 以后的版本中引入了索引合并

索引合并简单来讲就是把多条件查询,好比or或and查询对多个索引分别进行条件扫描,而后将它们各自的结果进行合并,所以就不会致使索引失效的问题了

若是从Explain执行计划的type列的值是index_merge能够看出MySQL使用索引合并的方式来执行对表的查询

避免在 where 查询条件中使用 != 或者 <> 操做符

SQL中,不等于操做符会致使查询引擎放弃索引索引,引发全表扫描,即便比较的字段上有索引

解决方法:经过把不等于操做符改为or,可使用索引,避免全表扫描

例如,把column<>’aaa’,改为column>’aaa’ or column<’aaa’ ,就可使用索引了

适当使用前缀索引

MySQL 是支持前缀索引的,也就是说咱们能够定义字符串的一部分来做为索引

咱们知道索引越长占用的磁盘空间就越大,那么在相同数据页中能放下的索引值也就越少,这就意味着搜索索引须要的查询时间也就越长,进而查询的效率就会下降,因此咱们能够适当的选择使用前缀索引,以减小空间的占用和提升查询效率

好比,邮箱的后缀都是固定的“@xxx.com”,那么相似这种后面几位为固定值的字段就很是适合定义为前缀索引

alter table test add index index2(email(6));
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使用前缀索引,定义好长度,就能够作到既节省空间,又不用额外增长太多的查询成本

须要注意的是,前缀索引也存在缺点,MySQL没法利用前缀索引作order by和group by 操做,也没法做为覆盖索引

查询具体的字段而非所有字段

要尽可能避免使用 select *,而是查询须要的字段,这样能够提高速度,以及减小网络传输的带宽压力

优化子查询

尽可能使用 Join 语句来替代子查询,由于子查询是嵌套查询,而嵌套查询会新建立一张临时表,而临时表的建立与销毁会占用必定的系统资源以及花费必定的时间,同时对于返回结果集比较大的子查询,其对查询性能的影响更大

小表驱动大表

咱们要尽可能使用小表驱动大表的方式进行查询,也就是若是 B 表的数据小于 A 表的数据,那执行的顺序就是先查 B 表再查 A 表,具体查询语句以下:

select name from A where id in (select id from B);
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不要在列上进行运算操做

不要在列字段上进行算术运算或其余表达式运算,不然可能会致使查询引擎没法正确使用索引,从而影响了查询的效率

select * from test where id + 1 = 50;
select * from test where month(updateTime) = 7;
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一个很容易踩的坑:隐式类型转换:

select * from test where skuId=123456
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skuId这个字段上有索引,可是explain的结果却显示这条语句会全表扫描

缘由在于skuId的字符类型是varchar(32),比较值倒是整型,故须要作类型转换

适当增长冗余字段

增长冗余字段能够减小大量的连表查询,由于多张表的连表查询性能很低,全部能够适当的增长冗余字段,以减小多张表的关联查询,这是以空间换时间的优化策略

正确使用联合索引

使用了 B+ 树的 MySQL 数据库引擎,好比 InnoDB 引擎,在每次查询复合字段时是从左往右匹配数据的,所以在建立联合索引的时候须要注意索引建立的顺序

例如,咱们建立了一个联合索引是 idx(name,age,sex),那么当咱们使用,姓名+年龄+性别、姓名+年龄、姓名等这种最左前缀查询条件时,就会触发联合索引进行查询;然而若是非最左匹配的查询条件,例如,性别+姓名这种查询条件就不会触发联合索引

Join优化

MySQL的join语句链接表使用的是nested-loop join算法,这个过程相似于嵌套循环,简单来讲,就是遍历驱动表(外层表),每读出一行数据,取出链接字段到被驱动表(内层表)里查找知足条件的行,组成结果行

要提高join语句的性能,就要尽量减小嵌套循环的循环次数

一个显著优化方式是对被驱动表的join字段创建索引,利用索引能快速匹配到对应的行,避免与内层表每一行记录作比较,极大地减小总循环次数。另外一个优化点,就是链接时用小结果集驱动大结果集,在索引优化的基础上能进一步减小嵌套循环的次数

若是难以判断哪一个是大表,哪一个是小表,能够用inner join链接,MySQL会自动选择小表去驱动大表

避免使用JOIN关联太多的表

对于 MySQL 来讲,是存在关联缓存的,缓存的大小能够由join_buffer_size参数进行设置

在 MySQL 中,对于同一个 SQL 多关联(join)一个表,就会多分配一个关联缓存,若是在一个 SQL 中关联的表越多,所占用的内存也就越大

若是程序中大量的使用了多表关联的操做,同时join_buffer_size设置的也不合理的状况下,就容易形成服务器内存溢出的状况,就会影响到服务器数据库性能的稳定性

排序优化

利用索引扫描作排序

MySQL有两种方式生成有序结果:其一是对结果集进行排序的操做,其二是按照索引顺序扫描得出的结果天然是有序的

可是若是索引不能覆盖查询所需列,就不得不每扫描一条记录回表查询一次,这个读操做是随机IO,一般会比顺序全表扫描还慢

所以,在设计索引时,尽量使用同一个索引既知足排序又用于查找行

例如:

--创建索引(date,staff_id,customer_id)
select staff_id, customer_id from test where date = '2010-01-01' order by staff_id,customer_id;
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只有当索引的列顺序和ORDER BY子句的顺序彻底一致,而且全部列的排序方向都同样时,才可以使用索引来对结果作排序

UNION优化

MySQL处理union的策略是先建立临时表,而后将各个查询结果填充到临时表中最后再来作查询,不少优化策略在union查询中都会失效,由于它没法利用索引

最好手工将where、limit等子句下推到union的各个子查询中,以便优化器能够充分利用这些条件进行优化

此外,除非确实须要服务器去重,必定要使用union all,若是不加all关键字,MySQL会给临时表加上distinct选项,这会致使对整个临时表作惟一性检查,代价很高

慢查询日志

出现慢查询一般的排查手段是先使用慢查询日志功能,查询出比较慢的 SQL 语句,而后再经过 Explain 来查询 SQL 语句的执行计划,最后分析并定位出问题的根源,再进行处理

慢查询日志指的是在 MySQL 中能够经过配置来开启慢查询日志的记录功能,超过long_query_time值的 SQL 将会被记录在日志中

咱们能够经过设置“slow_query_log=1”来开启慢查询

须要注意的是,在开启慢日志功能以后,会对 MySQL 的性能形成必定的影响,所以在生产环境中要慎用此功能

设计优化

尽可能避免使用NULL

NULL在MySQL中很差处理,存储须要额外空间,运算也须要特殊的运算符,含有NULL的列很难进行查询优化

应当指定列为not null,用0、空串或其余特殊的值代替空值,好比定义为int not null default 0

最小数据长度

越小的数据类型长度一般在磁盘、内存和CPU缓存中都须要更少的空间,处理起来更快

使用最简单数据类型

简单的数据类型操做代价更低,好比:能使用 int 类型就不要使用 varchar 类型,由于 int 类型比 varchar 类型的查询效率更高

尽可能少定义 text 类型

text 类型的查询效率很低,若是必需要使用 text 定义字段,能够把此字段分离成子表,须要查询此字段时使用联合查询,这样能够提升主表的查询效率

适当分表、分库策略

分表是指当一张表中的字段更多时,能够尝试将一张大表拆分为多张子表,把使用比较高频的主信息放入主表中,其余的放入子表,这样咱们大部分查询只须要查询字段更少的主表就能够完成了,从而有效的提升了查询的效率

分库是指将一个数据库分为多个数据库。好比咱们把一个数据库拆分为了多个数据库,一个主数据库用于写入和修改数据,其余的用于同步主数据并提供给客户端查询,这样就把一个库的读和写的压力,分摊给了多个库,从而提升了数据库总体的运行效率

常见类型选择

整数类型宽度设置

MySQL能够为整数类型指定宽度,例如int(11),实际上并无意义,它并不会限制值的范围,对于存储和计算来讲,int(1)和int(20)是相同的

VARCHAR和CHAR类型

char类型是定长的,而varchar存储可变字符串,比定长更省空间,可是varchar须要额外1或2个字节记录字符串长度,更新时也容易产生碎片

须要结合使用场景来选择:若是字符串列最大长度比平均长度大不少,或者列的更新不多,选择varchar较合适;若是要存很短的字符串,或者字符串值长度都相同,好比MD5值,或者列数据常常变动,选择使用char类型

DATETIME和TIMESTAMP类型

datetime的范围更大,能表示从1001到9999年,timestamp只能表示从1970年到2038年。datetime与时区无关,timestamp显示值依赖于时区。在大多数场景下,这两种类型都能良好地工做,可是建议使用timestamp,由于datetime占用8个字节,timestamp只占用了4个字节,timestamp空间效率更高

BLOB和TEXT类型

blob和text都是为存储很大数据而设计的字符串数据类型,分别采用二进制和字符方式存储

在实际使用中,要慎用这两种类型,它们的查询效率很低,若是字段必需要使用这两种类型,能够把此字段分离成子表,须要查询此字段时使用联合查询,这样能够提升主表的查询效率

范式化

当数据较好范式化时,修改的数据更少,并且范式化的表一般要小,能够有更多的数据缓存在内存中,因此执行操做会更快

缺点则是查询时须要更多的关联

第一范式:字段不可分割,数据库默认支持

第二范式:消除对主键的部分依赖,能够在表中加上一个与业务逻辑无关的字段做为主键,好比用自增id

第三范式:消除对主键的传递依赖,能够将表拆分,减小数据冗余

硬件优化

MySQL 对硬件的要求主要体如今三个方面:磁盘、网络和内存

磁盘

磁盘应该尽可能使用有高性能读写能力的磁盘,好比固态硬盘,这样就能够减小 I/O 运行的时间,从而提升了 MySQL 总体的运行效率

磁盘也能够尽可能使用多个小磁盘而不是一个大磁盘,由于磁盘的转速是固定的,有多个小磁盘就至关于拥有多个并行运行的磁盘同样

网络

保证网络带宽的通畅(低延迟)以及够大的网络带宽是 MySQL 正常运行的基本条件,若是条件容许的话也能够设置多个网卡,以提升网络高峰期 MySQL 服务器的运行效率

内存

MySQL 服务器的内存越大,那么存储和缓存的信息也就越多,而内存的性能是很是高的,从而提升了整个 MySQL 的运行效率

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