性能優化 | MySQL常見SQL錯誤用法

作者：佚名 2017-06-07 15:37:51

MySQL在2016年仍然保持強勁的數據庫流行度增長趨勢。越來越多的客戶將自己的應用建立在MySQL數據庫之上，甚至是從Oracle遷移到MySQL上來。但也存在部分客戶在使用MySQL數據庫的過程中遇到一些比如響應時間慢，CPU打滿等情況。現將《ApsaraDB專家診斷報告》中出現的部分常見SQL問題總結如下，供大家參考。

[[193286]]

前言

常見SQL錯誤用法

1. LIMIT 語句

分頁查詢是最常用的場景之一，但也通常也是最容易出問題的地方。比如對于下面簡單的語句，一般DBA想到的辦法是在type, name, create_time字段上加組合索引。這樣條件排序都能有效的利用到索引，性能迅速提升。

SELECT *  
 
 FROM   operation  
 
 WHERE  type = 'SQLStats' 
 
       AND name = 'SlowLog'  
 
ORDER  BY create_time  
 
 LIMIT  1000, 10;

好吧，可能90%以上的DBA解決該問題就到此為止。但當 LIMIT 子句變成 “LIMIT 1000000,10” 時，程序員仍然會抱怨：我只取10條記錄為什么還是慢?

要知道數據庫也并不知道第1000000條記錄從什么地方開始，即使有索引也需要從頭計算一次。出現這種性能問題，多數情形下是程序員偷懶了。在前端數據瀏覽翻頁，或者大數據分批導出等場景下，是可以將上一頁的***值當成參數作為查詢條件的。SQL重新設計如下：

SELECT   *  
 
 FROM     operation 
 
 WHERE    type = 'SQLStats' 
 
 AND      name = 'SlowLog' 
 
 AND      create_time > '2017-03-16 14:00:00' 
 
 ORDER BY create_time limit 10;

在新設計下查詢時間基本固定，不會隨著數據量的增長而發生變化。

2. 隱式轉換

SQL語句中查詢變量和字段定義類型不匹配是另一個常見的錯誤。比如下面的語句：

mysql> explain extended SELECT * 
 
     > FROM   my_balance b 
 
     > WHERE  b.bpn = 14000000123 
 
     >       AND b.isverified IS NULL ; 
 
mysql> show warnings;| Warning | 1739 | Cannot use ref access on index 'bpn' due to type or collation conversion on field 'bpn'

其中字段bpn的定義為varchar(20)，MySQL的策略是將字符串轉換為數字之后再比較。函數作用于表字段，索引失效。

上述情況可能是應用程序框架自動填入的參數，而不是程序員的原意。現在應用框架很多很繁雜，使用方便的同時也小心它可能給自己挖坑。

3. 關聯更新、刪除

雖然MySQL5.6引入了物化特性，但需要特別注意它目前僅僅針對查詢語句的優化。對于更新或刪除需要手工重寫成JOIN。

比如下面UPDATE語句，MySQL實際執行的是循環/嵌套子查詢(DEPENDENT SUBQUERY)，其執行時間可想而知。

UPDATE operation o  
 
 SET    status = 'applying' 
 
 WHERE  o.id IN (SELECT id 
 
                FROM   (SELECT o.id, 
 
                               o.status 
 
                        FROM   operation o 
 
                        WHERE  o.group = 123 
 
                               AND o.status NOT IN ( 'done' ) 
 
                        ORDER  BY o.parent, 
 
                                  o.id 
 
                        LIMIT  1) t);

執行計劃：

+----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+  
 
| id | select_type        | table | type  | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | Extra                                               |  
 
+----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+  
 
| 1  | PRIMARY            | o     | index |               | PRIMARY | 8       |       | 24   | Using where; Using temporary                        |  
 
| 2  | DEPENDENT SUBQUERY |       |       |               |         |         |       |      | Impossible WHERE noticed after reading const tables |  
 
| 3  | DERIVED            | o     | ref   | idx_2,idx_5   | idx_5   | 8       | const | 1    | Using where; Using filesort                         |  
 
+----+--------------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+

重寫為JOIN之后，子查詢的選擇模式從DEPENDENT SUBQUERY變成DERIVED,執行速度大大加快，從7秒降低到2毫秒。

UPDATE operation o 
 
       JOIN  (SELECT o.id, 
 
                            o.status 
 
                     FROM   operation o 
 
                     WHERE  o.group = 123 
 
                            AND o.status NOT IN ( 'done' ) 
 
                     ORDER  BY o.parent, 
 
                               o.id 
 
                     LIMIT  1) t 
 
         ON o.id = t.id SET 
 
    status = 'applying'

執行計劃簡化為：

+----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+  
 
| id | select_type | table | type | possible_keys | key   | key_len | ref   | rows | Extra                                               |  
 
+----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+  
 
| 1  | PRIMARY     |       |      |               |       |         |       |      | Impossible WHERE noticed after reading const tables |  
 
| 2  | DERIVED     | o     | ref  | idx_2,idx_5   | idx_5 | 8       | const | 1    | Using where; Using filesort                         |  
 
+----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+-----------------------------------------------------+

4. 混合排序

MySQL不能利用索引進行混合排序。但在某些場景，還是有機會使用特殊方法提升性能的。

SELECT *  
 
 FROM   my_order o 
 
       INNER JOIN my_appraise a ON a.orderid = o.id 
 
 ORDER  BY a.is_reply ASC, 
 
         a.appraise_time DESC  
 
LIMIT  0, 20

執行計劃顯示為全表掃描：

+----+-------------+-------+--------+-------------+---------+---------+---------------+---------+-+  
 
| id | select_type | table | type   | possible_keys     | key     | key_len | ref      | rows    | Extra      
 
+----+-------------+-------+--------+-------------+---------+---------+---------------+---------+-+  
 
|  1 | SIMPLE      | a     | ALL    | idx_orderid | NULL    | NULL    | NULL    | 1967647 | Using filesort |  
 
|  1 | SIMPLE      | o     | eq_ref | PRIMARY     | PRIMARY | 122     | a.orderid |       1 | NULL           |  
 
+----+-------------+-------+--------+---------+---------+---------+-----------------+---------+-+

由于is_reply只有0和1兩種狀態，我們按照下面的方法重寫后，執行時間從1.58秒降低到2毫秒。

SELECT *  
 
 FROM   ((SELECT * 
 
         FROM   my_order o 
 
                INNER JOIN my_appraise a 
 
                        ON a.orderid = o.id 
 
                           AND is_reply = 0 
 
         ORDER  BY appraise_time DESC 
 
         LIMIT  0, 20) 
 
        UNION ALL  
 
        (SELECT *  
 
        FROM   my_order o 
 
                INNER JOIN my_appraise a 
 
                        ON a.orderid = o.id 
 
                           AND is_reply = 1 
 
         ORDER  BY appraise_time DESC 
 
         LIMIT  0, 20)) t ORDER  BY  is_reply ASC, 
 
          appraisetime DESC  
 
LIMIT  20;

5. EXISTS語句

MySQL對待EXISTS子句時，仍然采用嵌套子查詢的執行方式。如下面的SQL語句：

SELECT * 
 
FROM   my_neighbor n 
 
       LEFT JOIN my_neighbor_apply sra 
 
              ON n.id = sra.neighbor_id 
 
                 AND sra.user_id = 'xxx' WHERE 
 
  n.topic_status < 4 
 
       AND EXISTS(SELECT 1 
 
                  FROM   message_info m 
 
                  WHERE  n.id = m.neighbor_id 
 
                         AND m.inuser = 'xxx') 
 
       AND n.topic_type <> 5

執行計劃為：

+----+--------------------+-------+------+-----+------------------------------------------+---------+-------+---------+ -----+  
 
| id | select_type        | table | type | possible_keys     | key   | key_len | ref   | rows    | Extra   |  
 
+----+--------------------+-------+------+ -----+------------------------------------------+---------+-------+---------+ -----+  
 
|  1 | PRIMARY            | n     | ALL  |  | NULL     | NULL    | NULL  | 1086041 | Using where                   |  
 
|  1 | PRIMARY            | sra   | ref  |  | idx_user_id | 123     | const |       1 | Using where          |  
 
|  2 | DEPENDENT SUBQUERY | m     | ref  |  | idx_message_info   | 122     | const |       1 | Using index condition; Using where |  
 
+----+--------------------+-------+------+ -----+------------------------------------------+---------+-------+---------+ -----+

去掉exists更改為join，能夠避免嵌套子查詢，將執行時間從1.93秒降低為1毫秒。

SELECT * 
 
FROM   my_neighbor n 
 
       INNER JOIN message_info m 
 
               ON n.id = m.neighbor_id 
 
                  AND m.inuser = 'xxx' 
 
       LEFT JOIN my_neighbor_apply sra 
 
              ON n.id = sra.neighbor_id 
 
                 AND sra.user_id = 'xxx'  
 
WHERE n.topic_status < 4 
 
       AND n.topic_type <> 5

新的執行計劃：

+----+-------------+-------+--------+ -----+------------------------------------------+---------+ -----+------+ -----+  
 
| id | select_type | table | type   | possible_keys     | key       | key_len | ref   | rows | Extra                 |  
 
+----+-------------+-------+--------+ -----+------------------------------------------+---------+ -----+------+ -----+  
 
|  1 | SIMPLE      | m     | ref    | | idx_message_info   | 122     | const    |    1 | Using index condition |  
 
|  1 | SIMPLE      | n     | eq_ref | | PRIMARY   | 122     | ighbor_id |    1 | Using where      |  
 
|  1 | SIMPLE      | sra   | ref    | | idx_user_id | 123     | const     |    1 | Using where           |  
 
+----+-------------+-------+--------+ -----+------------------------------------------+---------+ -----+------+ -----+

6. 條件下推

外部查詢條件不能夠下推到復雜的視圖或子查詢的情況有：

聚合子查詢;
含有LIMIT的子查詢;
UNION 或UNION ALL子查詢;
輸出字段中的子查詢;

如下面的語句，從執行計劃可以看出其條件作用于聚合子查詢之后：

SELECT *  
 
 FROM   (SELECT target, 
 
               Count(*) 
 
        FROM   operation 
 
        GROUP  BY target) t  
 
 WHERE  target = 'rm-xxxx'

+----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+  
 
| id | select_type | table      | type  | possible_keys | key         | key_len | ref   | rows | Extra       |  
 
+----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+  
 
|  1 | PRIMARY     | <derived2> | ref   | <auto_key0>   | <auto_key0> | 514     | const |    2 | Using where |  
 
|  2 | DERIVED     | operation  | index | idx_4         | idx_4       | 519     | NULL  |   20 | Using index |  
 
+----+-------------+------------+-------+---------------+-------------+---------+-------+------+-------------+

確定從語義上查詢條件可以直接下推后，重寫如下：

SELECT target, 
 
       Count(*)  
 
 FROM   operation  
 
 WHERE  target = 'rm-xxxx'  
 
GROUP  BY target

執行計劃變為：

+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+  
 
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |  
 
+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+  
 
| 1 | SIMPLE | operation | ref | idx_4 | idx_4 | 514 | const | 1 | Using where; Using index |  
 
+----+-------------+-----------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------+

關于MySQL外部條件不能下推的詳細解釋說明請參考以前文章：MySQL · 性能優化 · 條件下推到物化表

7. 提前縮小范圍

先上初始SQL語句：

SELECT *  
 
 FROM   my_order o 
 
       LEFT JOIN my_userinfo u 
 
              ON o.uid = u.uid 
 
       LEFT JOIN my_productinfo p 
 
              ON o.pid = p.pid  
 
 WHERE  ( o.display = 0 ) 
 
       AND ( o.ostaus = 1 )  
 
 ORDER  BY o.selltime DESC 
 
 LIMIT  0, 15

該SQL語句原意是：先做一系列的左連接，然后排序取前15條記錄。從執行計劃也可以看出，***一步估算排序記錄數為90萬，時間消耗為12秒。

+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+ 
 
 | id | select_type | table | type   | possible_keys | key     | key_len | ref             | rows   | Extra                                              |  
 
+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+  
 
|  1 | SIMPLE      | o     | ALL    | NULL          | NULL    | NULL    | NULL            | 909119 | Using where; Using temporary; Using filesort       |  
 
|  1 | SIMPLE      | u     | eq_ref | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | o.uid |      1 | NULL                                               |  
 
|  1 | SIMPLE      | p     | ALL    | PRIMARY       | NULL    | NULL    | NULL            |      6 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |  
 
+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+-----------------+--------+----------------------------------------------------+

由于***WHERE條件以及排序均針對最左主表，因此可以先對my_order排序提前縮小數據量再做左連接。SQL重寫后如下，執行時間縮小為1毫秒左右。

SELECT *  
 
 FROM ( 
 
SELECT *  
 
 FROM   my_order o  
 
 WHERE  ( o.display = 0 )  
 
       AND ( o.ostaus = 1 )  
 
 ORDER  BY o.selltime DESC 
 
 LIMIT  0, 15 
 
) o 
 
     LEFT JOIN my_userinfo u 
 
              ON o.uid = u.uid 
 
     LEFT JOIN my_productinfo p 
 
              ON o.pid = p.pid  
 
 ORDER BY  o.selltime DESC 
 
limit 0, 15

再檢查執行計劃：子查詢物化后(select_type=DERIVED)參與JOIN。雖然估算行掃描仍然為90萬，但是利用了索引以及LIMIT 子句后，實際執行時間變得很小。

+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+  
 
| id | select_type | table      | type   | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows   | Extra                                              |  
 
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+  
 
|  1 | PRIMARY     | <derived2> | ALL    | NULL          | NULL    | NULL    | NULL  |     15 | Using temporary; Using filesort                    |  
 
|  1 | PRIMARY     | u          | eq_ref | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | o.uid |      1 | NULL                                               |  
 
|  1 | PRIMARY     | p          | ALL    | PRIMARY       | NULL    | NULL    | NULL  |      6 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |  
 
|  2 | DERIVED     | o          | index  | NULL          | idx_1   | 5       | NULL  | 909112 | Using where                                        |  
 
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+--------+----------------------------------------------------+

8. 中間結果集下推

再來看下面這個已經初步優化過的例子(左連接中的主表優先作用查詢條件)：

SELECT    a.*,  
 
          c.allocated  
 
 FROM      (  
 
              SELECT   resourceid 
 
              FROM     my_distribute d 
 
                   WHERE    isdelete = 0 
 
                   AND      cusmanagercode = '1234567' 
 
                   ORDER BY salecode limit 20) a 
 
 LEFT JOIN 
 
          ( 
 
              SELECT   resourcesid， sum(ifnull(allocation, 0) * 12345) allocated 
 
              FROM     my_resources 
 
                   GROUP BY resourcesid) c 
 
 ON        a.resourceid = c.resourcesid

那么該語句還存在其它問題嗎?不難看出子查詢 c 是全表聚合查詢，在表數量特別大的情況下會導致整個語句的性能下降。

其實對于子查詢 c，左連接***結果集只關心能和主表resourceid能匹配的數據。因此我們可以重寫語句如下，執行時間從原來的2秒下降到2毫秒。

SELECT    a.*, 
 
          c.allocated  
 
 FROM      ( 
 
                   SELECT   resourceid 
 
                   FROM     my_distribute d 
 
                   WHERE    isdelete = 0 
 
                   AND      cusmanagercode = '1234567'  
 
                   ORDER BY salecode limit 20) a LEFT JOIN 
 
          (  
 
                   SELECT   resourcesid， sum(ifnull(allocation, 0) * 12345) allocated 
 
                   FROM     my_resources r, 
 
                            ( 
 
                                     SELECT   resourceid 
 
                                     FROM     my_distribute d 
 
                                     WHERE    isdelete = 0 
 
                                     AND      cusmanagercode = '1234567' 
 
                                     ORDER BY salecode limit 20) a 
 
                   WHERE    r.resourcesid = a.resourcesid                    GROUP BY resourcesid) c 
 
 ON        a.resourceid = c.resourcesid

但是子查詢 a 在我們的SQL語句中出現了多次。這種寫法不僅存在額外的開銷，還使得整個語句顯的繁雜。使用WITH語句再次重寫：

WITH a AS 
 
 ( 
 
         SELECT   resourceid 
 
         FROM     my_distribute d 
 
         WHERE    isdelete = 0 
 
         AND      cusmanagercode = '1234567' 
 
         ORDER BY salecode limit 20) 
 
SELECT    a.*, 
 
          c.allocated  
 
 FROM      a  
 
 LEFT JOIN 
 
          ( 
 
                   SELECT   resourcesid， sum(ifnull(allocation, 0) * 12345) allocated 
 
                   FROM     my_resources r, 
 
                            a 
 
                   WHERE    r.resourcesid = a.resourcesid 
 
                   GROUP BY resourcesid) c 
 
 ON        a.resourceid = c.resourcesid

總結

1.數據庫編譯器產生執行計劃，決定著SQL的實際執行方式。但是編譯器只是盡力服務，所有數據庫的編譯器都不是盡善盡美的。上述提到的多數場景，在其它數據庫中也存在性能問題。了解數據庫編譯器的特性，才能避規其短處，寫出高性能的SQL語句。

2.程序員在設計數據模型以及編寫SQL語句時，要把算法的思想或意識帶進來。

3.編寫復雜SQL語句要養成使用WITH語句的習慣。簡潔且思路清晰的SQL語句也能減小數據庫的負擔 ^^。

責任編輯：龐桂玉來源：數據庫技術大會