MySQL基本知识点梳理和查询优化

发布于 2021-09-15 23:26

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作者:陈芳志

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  • 一、索引相关
  • 二、EXPLIAN中有用的信息
  • 三、字段类型和编码
  • 四、SQL语句总结
  • 五、踩坑
  • 六、千万大表在线修改
  • 七、慢查询日志
  • 八、查看sql进程和杀死进程
  • 九、一些数据库性能的思考
本文主要是总结了工作中一些常用的操作,以及不合理的操作,在对慢查询进行优化时收集的一些有用的资料和信息,本文适合有mysql基础的开发人员。

一、索引相关

1、索引基数:
2、索引失效原因:
1、对索引列运算,运算包括(+、-、*、/、!、<>、%、like'%_'(%放在前面)
2、类型错误,如字段类型为varchar,where条件用number。
3、对索引应用内部函数,这种情况下应该建立基于函数的索引
如select * from template t where ROUND(t.logicdb_id) = 1
此时应该建ROUND(t.logicdb_id)为索引,mysql8.0开始支持函数索引,5.7可以通过虚拟列的方式来支持,之前只能新建一个ROUND(t.logicdb_id)列然后去维护
4、如果条件有or,即使其中有条件带索引也不会使用(这也是为什么建议少使用or的原因),如果想使用or,又想索引有效,只能将or条件中的每个列加上索引
5、如果列类型是字符串,那一定要在条件中数据使用引号,否则不使用索引;
6、B-tree索引 is null不会走,is not null会走,位图索引 is null,is not null 都会走
7、组合索引遵循最左原则
索引的建立
1、最重要的肯定是根据业务经常查询的语句
3、如果业务中唯一特性最好建立唯一键,一方面可以保证数据的正确性,另一方面索引的效率能大大提高

二、EXPLIAN中有用的信息

基本用法
1、desc 或者 explain 加上你的sql
2、extended explain加上你的sql,然后通过show warnings可以查看实际执行的语句,这一点也是非常有用的,很多时候不同的写法经过sql分析之后实际执行的代码是一样的
提高性能的特性
1、索引覆盖(covering index):需要查询的数据在索引上都可以查到不需要回表 EXTRA列显示using index
2、ICP特性(Index Condition Pushdown):本来index仅仅是data access的一种访问模式,存数引擎通过索引回表获取的数据会传递到MySQL server层进行where条件过滤,5.6版本开始当ICP打开时,如果部分where条件能使用索引的字段,MySQL server会把这部分下推到引擎层,可以利用index过滤的where条件在存储引擎层进行数据过滤。EXTRA显示using index condition。需要了解mysql的架构图分为server和存储引擎层
3、索引合并(index merge):
extra字段

1、using filesort: 说明MySQL会对数据使用一个外部的索引排序,而不是按照表内的索引顺序进行读取。MySQL中无法利用索引完成的排序操作称为“文件排序” ,其实不一定是文件排序,内部使用的是快排
2、using temporary:  使用了临时表保存中间结果,MySQL在对查询结果排序时使用临时表。常见于排序order by和分组查询group by
3、using index: 表示相应的SELECT操作中使用了覆盖索引(Covering Index),避免访问了表的数据行,效率不错。
4、impossible where: WHERE子句的值总是false,不能用来获取任何元组
5、select tables optimized away: 在没有GROUP BY子句的情况下基于索引优化MIN/MAX操作或者对于MyISAM存储引擎优化COUNT(*)操作, 不必等到执行阶段再进行计算,查询执行计划生成的阶段即完成优化
6、distinct:优化distinct操作,在找到第一匹配的元祖后即停止找同样值的操作
using filesort,using temporary这两项出现时需要注意下,这两项是十分耗费性能的,在使用group by的时候,虽然没有使用order by,如果没有索引,是可能同时出现using filesort,using temporary的,因为group by就是先排序在分组,如果没有排序的需要,可以加上一个order by NULL来避免排序,这样using filesort就会去除,能提升一点性能。
type字段

三、字段类型和编码

1、mysql返回字符串长度:CHARACTER_LENGTH方法(CHAR_LENGTH一样的)返回的是字符数,LENGTH函数返回的是字节数,一个汉字三个字节
2、varvhar等字段建立索引长度计算语句:select count(distinct left(test,5))/count(*) from table; 越趋近1越好
3、mysql的utf8最大是3个字节不支持emoji表情符号,必须只用utf8mb4。需要在mysql配置文件中配置客户端字符集为utf8mb4。jdbc的连接串不支持配置characterEncoding=utf8mb4,最好的办法是在连接池中指定初始化sql,例如:hikari连接池,其他连接池类似spring.datasource.hikari.connection-init-sql=set names utf8mb4。否则需要每次执行sql前都先执行set names utf8mb4。
4、msyql排序规则(一般使用_bin和_genera_ci):
  • utf8_genera_ci不区分大小写,ci为case insensitive的缩写,即大小写不敏感,
  • utf8_general_cs区分大小写,cs为case sensitive的缩写,即大小写敏感,但是目前MySQL版本中已经不支持类似于***_genera_cs的排序规则,直接使用utf8_bin替代。
  • utf8_bin将字符串中的每一个字符用二进制数据存储,区分大小写。
那么,同样是区分大小写,utf8_general_cs和utf8_bin有什么区别?
cs为case sensitive的缩写,即大小写敏感;bin的意思是二进制,也就是二进制编码比较。
utf8_general_cs排序规则下,即便是区分了大小写,但是某些西欧的字符和拉丁字符是不区分的,比如ä=a,但是有时并不需要ä=a,所以才有utf8_bin
utf8_bin的特点在于使用字符的二进制的编码进行运算,任何不同的二进制编码都是不同的,因此在utf8_bin排序规则下:ä<>a

5、sql yog中初始连接指定编码类型使用连接配置的初始化命令



四、SQL语句总结

常用的但容易忘的:
1、如果有主键或者唯一键冲突则不插入:insert ignore into
2、如果有主键或者唯一键冲突则更新,注意这个会影响自增的增量:INSERT INTO room_remarks(room_id,room_remarks) VALUE(1,"sdf") ON DUPLICATE KEY UPDATE room_remarks="234"
3、如果有就用新的替代,values如果不包含自增列,自增列的值会变化:REPLACE INTO room_remarks(room_id,room_remarks) VALUE(1,"sdf")
4、备份表:CREATE TABLE user_info SELECT * FROM user_info
5、复制表结构:CREATE TABLE user_v2 LIKE user
6、从查询语句中导入:INSERT INTO user_v2 SELECT * FROM user或者INSERT INTO user_v2(id,num) SELECT id,num FROM user
7、连表更新:UPDATE user a, room b SET a.num=a.num+1 WHERE a.room_id=b.id
8、连表删除:DELETE user FROM user,black WHERE user.id=black.id
锁相关(作为了解,很少用)
1、共享锁: select id from tb_test where id = 1 lock in share mode;
2、排它锁: select id from tb_test where id = 1 for update

优化时用到:
1、强制使用某个索引: select * from table force index(idx_user) limit 2;
2、禁止使用某个索引:select * from table ignore index(idx_user) limit 2;
3、禁用缓存(在测试时去除缓存的影响): select SQL_NO_CACHE from table limit 2;
查看状态
1、查看字符集 SHOW VARIABLES LIKE 'character_set%';
2、查看排序规则 SHOW VARIABLES LIKE 'collation%';

SQL编写注意
1、where语句的解析顺序是从右到左,条件尽量放where不要放having
2、采用延迟关联(deferred join)技术优化超多分页场景,比如limit 10000,10,延迟关联可以避免回表
3、distinct语句非常损耗性能,可以通过group by来优化
4、连表尽量不要超过三个表

五、踩坑

1、如果有自增列,truncate语句会把自增列的基数重置为0,有些场景用自增列作为业务上的id需要十分重视
2、聚合函数会自动滤空,比如a列的类型是int且全部是NULL,则SUM(a)返回的是NULL而不是0
3、mysql判断null相等不能用“a=null”,这个结果永远为UnKnown,where和having中,UnKnown永远被视为false,check约束中,UnKnown就会视为true来处理。所以要用“a is null”处理

六、千万大表在线修改

mysql在表数据量很大的时候,如果修改表结构会导致锁表,业务请求被阻塞。mysql在5.6之后引入了在线更新,但是在某些情况下还是会锁表,所以一般都采用pt工具( Percona Toolkit)
如对表添加索引:

如下:

pt-online-schema-change --user='root' --host='localhost' --ask-pass --alter "add index idx_user_id(room_id,create_time)" 
D=fission_show_room_v2,t=room_favorite_info --execute



七、慢查询日志

-- 查看慢查询配置
-- slow_query_log  慢查询日志是否开启
-- slow_query_log_file 的值是记录的慢查询日志到文件中
-- long_query_time 指定了慢查询的阈值
-- log_queries_not_using_indexes 是否记录所有没有利用索引的查询
SHOW VARIABLES LIKE '%quer%';

-- 查看慢查询是日志还是表的形式
SHOW VARIABLES LIKE 'log_output'

-- 查看慢查询的数量
mysqldumpslow的工具十分简单,我主要用到的是参数如下:
-t:限制输出的行数,我一般取前十条就够了
-s:根据什么来排序默认是平均查询时间at,我还经常用到c查询次数,因为查询次数很频繁但是时间不高也是有必要优化的,还有t查询时间,查看那个语句特别卡。
-v:输出详细信息
例子:mysqldumpslow -v -s t -t 10 mysql_slow.log.2018-11-20-0500

八、查看sql进程和杀死进程

如果你执行了一个sql的操作,但是迟迟没有返回,你可以通过查询进程列表看看他的实际执行状况,如果该sql十分耗时,为了避免影响线上可以用kill命令杀死进程,通过查看进程列表也能直观的看下当前sql的执行状态,如果当前数据库负载很高,在进程列表可能会出现,大量的进程夯住,执行时间很长。命令如下:
--查看进程列表
SHOW PROCESSLIST;
--杀死某个进程
kill 183665

如果你使用的sqlyog,那么也有图形化的页面,在菜单栏-工具-显示-进程列表。在进程列表页面可以右键杀死进程。如下所示:


九、一些数据库性能的思考

在对公司慢查询日志做优化的时候,很多时候可能是忘了建索引,像这种问题很容易解决,加个索引就行了。但是有两种情况就不是简单能加索引能解决了:
1、业务代码循环读数据库: 考虑这样一个场景,获取用户粉丝列表信息 加入分页是十个 其实像这样的sql是十分简单的,通过连表查询性能也很高,但是有时候,很多开发采用了取出一串id,然后循环读每个id的信息,这样如果id很多对数据库的压力是很大的,而且性能也很低
2、统计sql:很多时候,业务上都会有排行榜这种,发现公司有很多地方直接采用数据库做计算,在对一些大表的做聚合运算的时候,经常超过五秒,这些sql一般很长而且很难优化, 像这种场景,如果业务允许(比如一致性要求不高或者是隔一段时间才统计的),可以专门在从库里面做统计。另外我建议还是采用redis缓存来处理这种业务
3、超大分页:在慢查询日志中发现了一些超大分页的慢查询如limit 40000,1000,因为mysql的分页是在server层做的,可以采用延迟关联在减少回表。但是看了相关的业务代码正常的业务逻辑是不会出现这样的请求的,所以很有可能是有恶意用户在刷接口,所以最好在开发的时候也对接口加上校验拦截这些恶意请求。
这篇文章就总结到这里,希望能够对你有所帮助!

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