SQL 子查詢,索引優化


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場景

我用的數據庫是mysql5.6,下面簡單的介紹下場景

課程表

復制代碼
create table Course(

c_id int PRIMARY KEY,

name varchar(10)

)
復制代碼

數據100條

學生表:

復制代碼
create table Student(

id int PRIMARY KEY,

name varchar(10)

)
復制代碼

數據70000條

學生成績表SC

復制代碼
CREATE table SC(

    sc_id int PRIMARY KEY,

    s_id int,

    c_id int,

    score int

)
復制代碼

數據70w條

查詢目的:

查找語文考100分的考生

查詢語句:

select s.* from Student s where s.s_id in (select s_id from SC sc where sc.c_id = 0 and sc.score = 100 )

執行時間:30248.271s

暈,為什么這么慢,先來查看下查詢計划:

EXPLAIN 

select s.* from Student s where s.s_id in (select s_id from SC sc where sc.c_id = 0 and sc.score = 100 )

image

發現沒有用到索引,type全是ALL,那么首先想到的就是建立一個索引,建立索引的字段當然是在where條件的字段。

先給sc表的c_id和score建個索引

CREATE index sc_c_id_index on SC(c_id);
CREATE index sc_score_index on SC(score);

再次執行上述查詢語句,時間為: 1.054s

快了3w多倍,大大縮短了查詢時間,看來索引能極大程度的提高查詢效率,建索引很有必要,很多時候都忘記建

索引了,數據量小的的時候壓根沒感覺,這優化的感覺挺爽。

但是1s的時間還是太長了,還能進行優化嗎,仔細看執行計划:

image

查看優化后的sql:

復制代碼
SELECT
    `YSB`.`s`.`s_id` AS `s_id`,
    `YSB`.`s`.`name` AS `name`
FROM
    `YSB`.`Student` `s`
WHERE
    < in_optimizer > (
        `YSB`.`s`.`s_id` ,< EXISTS > (
            SELECT
                1
            FROM
                `YSB`.`SC` `sc`
            WHERE
                (
                    (`YSB`.`sc`.`c_id` = 0)
                    AND (`YSB`.`sc`.`score` = 100)
                    AND (
                        < CACHE > (`YSB`.`s`.`s_id`) = `YSB`.`sc`.`s_id`
                    )
                )
        )
    )
復制代碼

補充:這里有網友問怎么查看優化后的語句

方法如下:

在命令窗口執行 image

image

有type=all

按照我之前的想法,該sql的執行的順序應該是先執行子查詢

select s_id from SC sc where sc.c_id = 0 and sc.score = 100

耗時:0.001s

得到如下結果:

image

然后再執行

select s.* from Student s where s.s_id in(7,29,5000)

耗時:0.001s

這樣就是相當快了啊,Mysql竟然不是先執行里層的查詢,而是將sql優化成了exists子句,並出現了EPENDENT SUBQUERY,

mysql是先執行外層查詢,再執行里層的查詢,這樣就要循環70007*8次。

那么改用連接查詢呢?

復制代碼
SELECT s.* from 

Student s

INNER JOIN SC sc

on sc.s_id = s.s_id

where sc.c_id=0 and sc.score=100
復制代碼

這里為了重新分析連接查詢的情況,先暫時刪除索引sc_c_id_index,sc_score_index

執行時間是:0.057s

效率有所提高,看看執行計划:

image

這里有連表的情況出現,我猜想是不是要給sc表的s_id建立個索引

CREATE index sc_s_id_index on SC(s_id);

show index from SC

image

在執行連接查詢

時間: 1.076s,竟然時間還變長了,什么原因?查看執行計划:

image

優化后的查詢語句為:

復制代碼
SELECT
    `YSB`.`s`.`s_id` AS `s_id`,
    `YSB`.`s`.`name` AS `name`
FROM
    `YSB`.`Student` `s`
JOIN `YSB`.`SC` `sc`
WHERE
    (
        (
            `YSB`.`sc`.`s_id` = `YSB`.`s`.`s_id`
        )
        AND (`YSB`.`sc`.`score` = 100)
        AND (`YSB`.`sc`.`c_id` = 0)
    )
復制代碼

貌似是先做的連接查詢,再進行的where條件過濾

回到前面的執行計划:

image

這里是先做的where條件過濾,再做連表,執行計划還不是固定的,那么我們先看下標准的sql執行順序:

image

正常情況下是先join再進行where過濾,但是我們這里的情況,如果先join,將會有70w條數據發送join做操,因此先執行where

過濾是明智方案,現在為了排除mysql的查詢優化,我自己寫一條優化后的sql

復制代碼
SELECT
    s.*
FROM
    (
        SELECT
            *
        FROM
            SC sc
        WHERE
            sc.c_id = 0
        AND sc.score = 100
    ) t
INNER JOIN Student s ON t.s_id = s.s_id
復制代碼

即先執行sc表的過濾,再進行表連接,執行時間為:0.054s

和之前沒有建s_id索引的時間差不多

查看執行計划:

image

先提取sc再連表,這樣效率就高多了,現在的問題是提取sc的時候出現了掃描表,那么現在可以明確需要建立相關索引

CREATE index sc_c_id_index on SC(c_id);
CREATE index sc_score_index on SC(score);

再執行查詢:

復制代碼
SELECT
    s.*
FROM
    (
        SELECT
            *
        FROM
            SC sc
        WHERE
            sc.c_id = 0
        AND sc.score = 100
    ) t
INNER JOIN Student s ON t.s_id = s.s_id
復制代碼

執行時間為:0.001s,這個時間相當靠譜,快了50倍

執行計划:

image

我們會看到,先提取sc,再連表,都用到了索引。

那么再來執行下sql

復制代碼
SELECT s.* from 

Student s

INNER JOIN SC sc

on sc.s_id = s.s_id

where sc.c_id=0 and sc.score=100
復制代碼

執行時間0.001s

執行計划:

image

這里是mysql進行了查詢語句優化,先執行了where過濾,再執行連接操作,且都用到了索引。

 

2015-04-30日補充:最近又重新導入一些生產數據,經測試發現,前幾天優化完的sql執行效率又變低了

調整內容為SC表的數據增長到300W,學生分數更為離散。

先回顧下:

show index from SC

image

執行sql

復制代碼
SELECT s.* from 

Student s

INNER JOIN SC sc

on sc.s_id = s.s_id

where sc.c_id=81 and sc.score=84
 
復制代碼

執行時間:0.061s,這個時間稍微慢了點

執行計划:

image

這里用到了intersect並集操作,即兩個索引同時檢索的結果再求並集,再看字段score和c_id的區分度,

單從一個字段看,區分度都不是很大,從SC表檢索,c_id=81檢索的結果是70001,score=84的結果是39425

而c_id=81 and score=84 的結果是897,即這兩個字段聯合起來的區分度是比較高的,因此建立聯合索引查詢效率

將會更高,從另外一個角度看,該表的數據是300w,以后會更多,就索引存儲而言,都是不小的數目,隨着數據量的

增加,索引就不能全部加載到內存,而是要從磁盤去讀取,這樣索引的個數越多,讀磁盤的開銷就越大,因此根據具體

業務情況建立多列的聯合索引是必要的,那么我們來試試吧。

alter table SC drop index sc_c_id_index;
alter table SC drop index sc_score_index;
create index sc_c_id_score_index on SC(c_id,score);

執行上述查詢語句,消耗時間為:0.007s,這個速度還是可以接收的

執行計划:

image

該語句的優化暫時告一段落

總結:

1.mysql嵌套子查詢效率確實比較低

2.可以將其優化成連接查詢

3.連接表時,可以先用where條件對表進行過濾,然后做表連接

(雖然mysql會對連表語句做優化)

4.建立合適的索引,必要時建立多列聯合索引

5.學會分析sql執行計划,mysql會對sql進行優化,所以分析執行計划很重要

索引優化

上面講到子查詢的優化,以及如何建立索引,而且在多個字段索引時,分別對字段建立了單個索引

后面發現其實建立聯合索引效率會更高,尤其是在數據量較大,單個列區分度不高的情況下。

單列索引

查詢語句如下:

select * from user_test_copy where sex = 2 and type = 2 and age = 10

索引:

CREATE index user_test_index_sex on user_test_copy(sex);
CREATE index user_test_index_type on user_test_copy(type);
CREATE index user_test_index_age on user_test_copy(age);

分別對sex,type,age字段做了索引,數據量為300w,查詢時間:0.415s

執行計划:

image_thumb3

發現type=index_merge

這是mysql對多個單列索引的優化,對結果集采用intersect並集操作

多列索引

我們可以在這3個列上建立多列索引,將表copy一份以便做測試

create index user_test_index_sex_type_age on user_test(sex,type,age);

查詢語句:

select * from user_test where sex = 2 and type = 2 and age = 10

執行時間:0.032s,快了10多倍,且多列索引的區分度越高,提高的速度也越多

執行計划:

image_thumb5

最左前綴

多列索引還有最左前綴的特性:

執行一下語句:

select * from user_test where sex = 2
select * from user_test where sex = 2 and type = 2
select * from user_test where sex = 2 and age = 10

都會使用到索引,即索引的第一個字段sex要出現在where條件中

索引覆蓋

就是查詢的列都建立了索引,這樣在獲取結果集的時候不用再去磁盤獲取其它列的數據,直接返回索引數據即可

如:

select sex,type,age from user_test where sex = 2 and type = 2 and age = 10

執行時間:0.003s

要比取所有字段快的多

排序

select * from user_test where sex = 2 and type = 2 ORDER BY user_name

時間:0.139s

在排序字段上建立索引會提高排序的效率

create index user_name_index on user_test(user_name)

 

最后附上一些sql調優的總結,以后有時間再深入研究

1. 列類型盡量定義成數值類型,且長度盡可能短,如主鍵和外鍵,類型字段等等

2. 建立單列索引

3. 根據需要建立多列聯合索引

當單個列過濾之后還有很多數據,那么索引的效率將會比較低,即列的區分度較低,

那么如果在多個列上建立索引,那么多個列的區分度就大多了,將會有顯著的效率提高。

4. 根據業務場景建立覆蓋索引

只查詢業務需要的字段,如果這些字段被索引覆蓋,將極大的提高查詢效率

5. 多表連接的字段上需要建立索引

這樣可以極大的提高表連接的效率

6. where條件字段上需要建立索引

7. 排序字段上需要建立索引

8. 分組字段上需要建立索引

9. Where條件上不要使用運算函數,以免索引失效

 

參考文章

http://www.cnblogs.com/linfangshuhellowored/p/4430293.html

慢sql查詢

http://tech.meituan.com/mysql-index.html

笛卡爾乘積

http://www.cnblogs.com/Toolo/p/3634563.html

sql優化

http://www.cnblogs.com/mliang/p/3637937.html

http://www.cnblogs.com/xwdreamer/archive/2012/07/19/2599494.html

執行計划參考:

http://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/11/11/2765237.html

 

原文:http://www.cnblogs.com/tangyanbo/p/4462734.html


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