MySQL8️⃣SQL 优化

1、插入数据

1.1、说明

  • 场景：需要一次性插入多条记录，使用 INSERT 逐条插入数据的效率低。
  • 优化：
    • 多条数据：优化 LIMIT
    • 大批数据：LOAD

1.2、优化

1.2.1、INSERT

场景：需要一次性插入多条记录（< 1000 条）

  1. 批量插入：VALUES 多条记录。

  2. 手动提交事务：避免事务的频繁提交。

  3. 主键顺序插入：主键按顺序插入的效率高于乱序插入。

    # 批量插入
INSERT INTO tb_user(id, name)
VALUES(1,'Alice'),
	(2,'Bob'),
	(3,'Cindy');

# 手动提交事务
START TRANSACTION;

INSERT INTO tb_user(id, name) VALUE(1,'Alice');
INSERT INTO tb_user(id, name) VALUE(2,'Bob');
INSERT INTO tb_user(id, name) VALUE(3,'Cindy');

COMMIT;

1.2.2、LOAD

场景：需要一次性插入大批量记录。

  1. 连接服务器：添加参数

    mysql --local-infile -u root -p

  2. 开启导入数据：

    # 查看状态
SELECT @@local_infile;

# 开启
SET GLOBAL local_infile = 1;

  3. 加载数据：

    # 格式
LOAD DATA LOCAL INFILE '数据文件路径'
INTO TABLE 表名 FIELDS
TERMINATED BY '字段分隔符' LINES TERMINATED BY '行分隔符';

# 示例
LOAD DATA LOCAL INFILE '/root/sql_data.log'
INTO TABLE `tb_user` FIELDS
TERMINATED BY ',' LINES TERMINATED BY '\n';

2、主键

2.1、说明（❗）

索引组织表（IOT, Index Organized Table）

表的数据按主键顺序组织存放。

基于 InnoDB 的表是 IOT。

  • 结构特点：
    1. 行数据存储在聚集索引的叶节点上。
    2. 数据行记录在逻辑结构 page 中，每个 page 大小固定，默认 16K。
    3. 规定每个 Page 包含 2~N 行数据，根据主键排列（如果某行数据过大，会行溢出）。
  • 操作特点：
    1. 页分裂，页合并
    2. 逻辑删除：被删除的记录并不会被物理删除。而是被标记（flaged）且空间允许被其它记录声明使用。

2.1.1、页分裂

场景：Page 内存不足。

若插入的记录在该页存储不下，将会存储到下一个 Page 中，Page 之间通过指针连接。

步骤：

  1. 将 Page 的后半部分记录移动到一张新 Page 中，将新记录插入到新的 Page。

  2. 修改 Page 之间的指针关系。

    image-20220316084621705

2.1.2、页合并

场景：删除记录达到阈值。

Page 中删除的记录达到阈值时，InnoDB 会寻找相邻 Page（前/后）并尝试合并。

MERGE_THRESHOLD：合并页的阈值（默认页的 50%），可在创建表或创建索引时指定。

步骤：

  1. 删除的记录达到阈值，查看相邻页是否可以合并。

  2. 若可以合并，将标记为删除的记录物理删除。

  3. 移动记录进行页合并。

    image-20220316090422084

2.2、优化（❗）

主键索引设计原则

  1. 满足业务需求的情况下，尽量降低主键长度（尽量不使用 UUID，身份证等）
  2. 尽量顺序插入，优先使用 AUTO_INCREMENT 自增主键。
  3. 业务操作时，避免修改主键。

Hint：实际开发中，通常使用逻辑主键和业务主键。

  • 逻辑主键：AUTO_INCREMENT 自增主键，用于区分每一条数据库记录。
  • 业务主键：能唯一标识业务实体的键，如用户 ID，员工 ID，学号等。

3、ORDER BY

3.1、说明

3.1.1、排序方式（❗）

MySQL 排序方式

  • Using index：通过有序索引顺序扫描，直接返回有序数据。
  • Using filesort：通过索引（或全表扫描）读取满足条件的数据行，在排序缓冲区（sort buffer）中完成排序操作。

3.1.2、示例

创建索引

  1. 无索引：以 Using filesort 方式排序。

  2. 创建索引：以 Using index 方式排序（默认升序）

    # 没有指定排序方式，默认为升序
CREATE INDEX idx_user_age_phone
ON tb_user(age, phone);

排序查询：

观察不同情况下的排序方式

Hint：记遵守 = 最左前缀法则，相同/相反 = 排序顺序（ASC/DESC）。

  1. 遵守：Using index

    SELECT id, age, phone FROM tb_user ORDER BY age;

SELECT id, age, phone FROM tb_user ORDER BY age, phone;

  2. 不遵守：Using filesort

    SELECT id, age, phone FROM tb_user ORDER BY phone;

SELECT id, age, phone FROM tb_user ORDER BY phone, age;

  3. 遵守、相反：Using index + Backward index scan

    # 索引 ASC, ASC，查询 DESC, DESC
SELECT id, age, phone FROM tb_user ORDER BY age DESC, phone DESC;

  4. 遵守、部分相反：Using index + Using filesort

    # 索引 ASC, ASC，查询 ASC, DESC
SELECT id, age, phone FROM tb_user ORDER BY age, phone DESC;

# 解决方案：创建相应排序顺序的索引
CREATE INDEX idx_user_age_phone_ad
ON tb_user(age ASC, phone DESC);

3.2、优化（❗）

目标：Using index

  1. 建立索引：

    • 根据排序字段建立合适的索引。
    • 尽量使用覆盖索引。

  2. 多字段排序：

    • 遵循最左前缀法则。
    • 注意联合索引的排序规则（ASC / DESC）。

  3. 缓冲区：若无法避免 filesort，适当增加排序缓冲区大小（sort_buffer_size，默认 256K）。

4、GROUP BY

4.1、说明

4.1.1、分组方式（❗）

MySQL 分组方式

  1. Using index：索引
  2. Using temporary：临时表

4.1.2、示例

创建索引

  1. 无索引：以 Using temporary 方式排序。

  2. 创建索引：以 Using index 方式排序。

    CREATE INDEX idx_user_prof_age
ON tb_user(profession, age);

分组查询：

观察不同情况下的分组方式

Hint：记遵守 = 最左前缀法则。

  • 遵守：Using index

    SELECT profession, COUNT(*) FROM tb_user
GROUP BY profession;

SELECT profession, COUNT(*) FROM tb_user
GROUP BY profession, age;

SELECT profession, COUNT(*) FROM tb_user
WHERE profession = '计算机科学'
GROUP BY age;

  • 不遵守：Using temporary

    SELECT profession, COUNT(*) FROM tb_user
GROUP BY age;

4.2、优化（❗）

目标：Using index

  1. 建立索引：

    • 为分组条件字段建立索引。
    • 尽量使用覆盖索引。

  2. 多字段：遵循最左前缀法则。

5、LIMIT

5.1、说明（❗）

LIMIT 现象：

  • 现象：大数据量的数据库表，越往后查询效率越低。
  • 执行原理：SQL 的执行过程（LIMIT offset size）
    1. 从表中读取 size 条记录，重复直到读取 offset + size 条。
    2. 丢弃前面 offset 条记录。
    3. 返回余下的 size 条记录。
  • 优化：效率从低到高。
    1. 自增索引
    2. 覆盖索引 + 子查询
    3. 覆盖索引 + 内连接

5.2、优化

5.2.1、自增索引

  • 示例：分页查询

    SELECT * FROM tb_user
LIMIT 1000000, 10;

  • 优化：使用主键索引，迅速定位 id=1000000 的记录，取代全表扫描。

    SELECT * FROM tb_user
WHERE id > 1000000
LIMIT 10;

分析：

  1. 必须包含自增索引，且数据必须连续（不能中断）。
  2. 仅支持简单分页，不能添加其它 WHERE 条件。

5.2.2、覆盖索引 + 子查询

  • 示例：条件 + 分页查询

    SELECT * FROM tb_user
WHERE age = 18
LIMIT 1000000, 10;

  • 优化：创建覆盖索引。

    # 覆盖索引
CREATE INDEX idx_user_age
ON tb_user(age);

# 子查询
SELECT * FROM tb_user
WHERE id IN (
    SELECT id FROM tb_user
    WHERE age = 18
)
LIMIT 1000000, 10;

分析：

  1. MySQL 不支持 IN 中使用 LIMIT。
  2. IN 存在数据量限制，通常子表超过 1000 条时效率降低。

5.2.3、覆盖索引 + 内连接

👍 使用 INNER JOIN 代替 IN。

SELECT * FROM tb_user
INNER JOIN (
    SELECT id FROM tb_user
    WHERE age = 18
    LIMIT 1000000, 10
) AS tmp
USING(id);

6、COUNT

COUNT(*)

  • MyISAM：将表的总行数存储在磁盘中。执行 COUNT(*) 时直接返回（前提：无 WHERE 条件）
  • InnoDB：执行 COUNT(*) 时，从引擎中逐行读取并累计。

COUNT(?) 的效率

  • InnoDB：执行时，InnoDB 会扫描全表。

  • 服务层：根据 ? 决定计数方式。

    InnoDB 服务层
    (*) 不取值 按行累加
    (数字) 不取值 对返回的每行放入一个数字，按行累加
    (主键) 取每行的主键值 按行累加
    (字段) 取每行的字段值 根据字段有无 NOT NULL 约束。
    无：判断字段是否 NULL，仅累计非空字段；
    有：直接按行累加。

结论：COUNT(*) ≈ COUNT(1) > COUNT(主键) > COUNT(字段)

优先使用 COUNT(*)

7、UPDATE

7.1、说明

InnoDB 支持行级锁：对索引项加锁，而不是对记录加锁。

  1. 加锁：在一个事务中执行 UPDATE 操作时，系统会自动加锁，

  2. 粒度：根据 WHERE 条件列是否有索引。

    • 是：行级锁
    • 否：表锁。

  3. 释放：事务提交后，自动释放锁。

    # id 主键索引：行级锁
START TRANSACTION;
UPDATE tb_user SET name = 'Jaywee' WHERE id = 1;
COMMIT;

# name 无索引：表锁
START TRANSACTION;
UPDATE tb_user SET name = 'Jaywee' WHERE name = 'demo';
COMMIT;

7.2、优化

建立索引：

  • 对 WHERE 条件列添加有效索引。
  • 避免行级锁升级为表锁，。
posted @ 2022-06-14 18:32  Jaywee  阅读(62)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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