《软件性能测试分析与调优实践之路》第二版-手稿节选-Mysql数据库性能定位与分析
在做MySQL数据的性能定位前，需要先知道MySQL查询时数据库内部的执行过程。只有弄清SQL的执行过程，才能对执行过程中的每一步的性能做定位分析。如图6-2-1所示。
图6-2-1
从图中可以看到，当查询出数据以后，会将数据先返回给执行器，此时执行器先将结果写到查询缓存里面，这样在下次查询相同的数据时，就可以直接从缓存中查询并且返回，同时将结果返回给客户端。分析器会对待查询的SQL语句做执行计划的分析，而优化器会对SQL语句做重新优化，以便SQL的查询性能达到最佳。
6.2.1 慢SQL -> 关注清哥聊技术公众号，了解更多技术文章
每条SQL语句在执行时都需要消耗一定的I/O资源，SQL语句执行的快慢直接决定了硬件资源被占用时长的长短，慢SQL一般指查询很慢的SQL语句。在MySQL数据库中，可以通过慢查询来查看所有执行超时的SQL语句。在默认情况下，一般慢SQL是关闭的，可以通过执行show variables like 'slow_query%' 来查看数据库是否开启了慢查询，如图6-2-2所示。
从图6-2-2中看到slow_query_log的值为OFF表示慢查询未开启，可以通过执行命令“set global slow_query_log=1; ”或者“set global slow_query_log=ON;”来临时开启慢查询，如图6-2-3所示。
如果需要永久开启，就需要修改/etc/my.cnf配置文件，在[mysqld]处加入如下配置，再重启数据库即可生效，如下所示。
[mysqld]
datadir=/var/lib/mysql
socket=/var/lib/mysql/mysql.sock
slow_query_log=ON
slow_query_log_file=/var/lib/mysql/localhost-slow.log
修改完成重启数据库后，再次执行show variables like 'slow_query%'，发现慢查询已经被开启，如图6-2-4所示。
通过执行“show variables like 'long_query%';”可以查询慢查询的记录时间，如图6-2-5所示。慢查询的记录时间默认是10秒，可以通过执行“set long_query_time=需要修改的时长;”来修改慢查询的记录时间。
通过执行“show status like 'slow_queries';”可以查看慢查询发生的次数，如图6-2-6所示。
从慢查询日志中，我们也可以看到慢查询发生的详细信息，如图6-2-7所示。慢查询日志中会记录每次慢查询发生的时间、执行查询时的数据库用户、线程id、查询执行的SQL语句等信息。
在获取到慢查询的SQL语句后，就可以借助数据库的执行计划来对慢查询的SQL语句做进一步的分析。（节选自《软件性能测试、分析与调优实践之路》(第2版)，作者张永清，转载请注明出处）
6.2.2 执行计划
在MySQL中使用explain关键字可以模拟查看数据库是如何执行SQL查询语句，也就是常说的查看一条SQL语句在数据库中的执行计划。图6-2-8所示就是执行EXPLAIN SELECT * FROM test.test 后返回的SELECT * FROM test.test查询的执行计划。
查询结果返回的字段说明如下所示。
（1）id。查询的顺序编号，表示查询中执行的顺序。id的值越大，执行的优先级越高；如果id相同，则从上往下执行。
（2）select_type。查询类型，常见查询类型说明如下：
- SIMPLE：表示简单查询方式。SQL语句中一般不会不使用UNION和子查询等。
- PRIMARY：表示包含子查询的SQL语句的最外层查询语句的查询类型，即当查询中包含子查询时，最外层的查询语句就会显示为PRIMARY。
- UNION：在查询语句中，如果在UNION关键字之后出现了第二个SELECT，则被标记为UNION。
- UNION RESULT：表示查询中有多个查询结果集执行UNION操作。
- DEPENDENT UNION：表示在子查询中存在UNION操作时，从UNION之后的第二个及之后的SELECT语句都是DEPENDENT UNION。
- DEPENDENT SUBQUERY：子查询中UNION 中第一个SELECT查询为DEPENDENT SUBQUERY。
- SUBQUERY：子查询内层查询的第一个SELECT。
- DERIVED：在查询语句中，如果from子句的子查询中出现了union关键字，则外层select查询将被标记为DERIVED。
- MATERIALIZED：表示子查询被物化，物化通过将子查询结果作为一个临时表来加快查询执行速，从而能够使得子查询只执行一次。
- UNCACHEABLE SUBQUERY：表示查询结果集无法缓存的子查询，需要逐次查询。
- UNCACHEABLE UNION：表示子查询不可被物化，需要逐次运行（即需要执行多次） （节选自《软件性能测试、分析与调优实践之路》(第2版)，作者张永清，转载请注明出处）
（3）table。查询涉及的表名或者表的别名。
（4）type。表示表连接的类型，包括的类型说明如下。这些类型的性能从高到低的顺序是null→system→const→eq_ref→ref→fulltext→ref_or_null→index_merge→unique_subquery→index_subquery→range→index→ALL。
- null：表示不访问任何的表。
- system：表示表中只有一条记录，相当于系统表。一般可以认为是const类型的特例。
- const：表示主键或者唯一索引的常量查询，表中最多只有1行记录符合查询要求。通常const使用到主键或者唯一索引进行定值查询、常量查询，查询的速度非常快。
- eq_ref：表示join 查询过程中，关联条件字段使用主键或者唯一索引，出来的行数不止一行。eq_ref是一种查询性能很高的 join 操作。
- ref：表示非聚集索引的常量查询。
- fulltext：表示查询的过程中，使用了fulltext类型的索引。
- ref_or_null：跟ref查询类似，在ref的查询基础上会多加一个null值的条件查询。
- index_ merg：表示索引联合查询。
- unique_ subquery：表示查询使用主键的子查询。
- index_subquery：表示查询使用非聚集索引的子查询。
- range：表示查询通过使用索引范围的查询。一般包括：=、<>、>、>=、<、<=、IS NULL、BETWEEN、IN、<=> 等范围。
- index：表示通过索引进行扫描查询。
- ALL：表示全表扫描，性能最差。
（5）possible_keys。查询时预计可能会使用的索引。这里说的索引只是可能会用到，实际查询不一定会用到。
（6）key。实际查询时真实使用的索引。
（7）key_len。使用的索引长度。
（8）ref 。关联信息。
（9）rows。查询时扫描的数据记录行数。
（10）extra。表示查询特性的使用情况。常用的查询特性如下所示：
- Using index：表示使用了索引（通常也可以叫覆盖索引）。
- Using index condition：表示使用了索引进行过滤。
- Using MRR：表示使用了索引进行内部排序。
- Using where：表示使用了where条件。
- Using temporary：表示使用了临时表。
- Using filesort：表示使用文件排序（一般指无法利用索引来完成的排序）。
6.2.3 MySQL数据库性能定位步骤
MySQL数据库性能定位的常见步骤总结如图6-2-8所示。
图6-2-8
（1）首先通过本书第2章中服务器的性能监控与分析，找到当前服务器的资源使用情况，重点关注CPU、内存、磁盘等使用率。
（2）根据服务器资源的使用率情况，初步判断当前MySQL数据库可能在执行的操作类型。（节选自《软件性能测试、分析与调优实践之路》(第2版)，作者张永清，转载请注明出处）
- 如果是内存和CPU使用率过高，或者磁盘读取数据频繁，说明可能存在大量SQL查询或者统计计算操作。
- 如果是磁盘写入频繁，说明可能存在大量频繁的insert或者update 操作。
（3）通过在数据库中执行SHOW FULL PROCESSLIST 命令观察当前正在运行的SQL 命令，可以每间隔5~10s 多执行几次该命令，找到哪些SQL操作是持续一直在运行中。
- 如果是insert 或者update 语句，通过查看本书的6.1.2小节中的知识讲解，来查看MySQL数据库当前运行的事务与锁，获取insert 或者update的SQL操作是否存在锁等待等情况，从而导致insert和update 一直处于等待中。
- 如果是查询操作，可以结合慢查询日志一起，找到慢查询的SQL语句，使用explain关键字查看SQL的执行计划来定位SQL为什么查询慢。
（节选自《软件性能测试、分析与调优实践之路》(第2版)，作者张永清，转载请注明出处）
