你會從哪些維度進行MySQL性能優(yōu)化？2

3. 優(yōu)化器——SQL分析與優(yōu)化

處理完連接、優(yōu)化完緩存等架構的事情，SQL查詢語句來到了解析器和優(yōu)化器的地盤了。在這一步如果出了任何問題，那就只能是SQL語句的問題了。

只要你的語法不出問題，解析器就不會有問題。此外，為了防止你寫的SQL運行效率低，優(yōu)化器會自動做一些優(yōu)化，但如果實在是太爛，優(yōu)化器也救不了你了，只能眼睜睜地看著你的SQL查詢淪為 慢查詢 。

3.1 慢查詢

慢查詢就是執(zhí)行地很慢的查詢（這句話說得跟廢話似的。。。），只有知道MySQL中有哪些慢查詢我們才能針對性地進行優(yōu)化。

因為開啟慢查詢日志是有性能代價的，因此MySQL默認是關閉慢查詢日志功能，使用以下命令查看當前慢查詢狀態(tài)

mysql> show variables like 'slow_query%';
+---------------------+--------------------------------------+
| Variable_name       | Value                                |
+---------------------+--------------------------------------+
| slow_query_log      | OFF                                  |
| slow_query_log_file | /var/lib/mysql/9e74f9251f6c-slow.log |
+---------------------+--------------------------------------+
2 rows in set (0.00 sec)

slow_query_log表示當前慢查詢日志是否開啟，slow_query_log_file表示慢查詢日志的保存位置。

除了上面兩個變量，我們還需要確定“慢”的指標是什么，即執(zhí)行超過多長時間才算是慢查詢，默認是10S，如果改成0的話就是記錄所有的SQL。

mysql> show variables like '%long_query%';
+-----------------+-----------+
| Variable_name   | Value     |
+-----------------+-----------+
| long_query_time | 10.000000 |
+-----------------+-----------+
1 row in set (0.00 sec)

3.1.1 打開慢日志

有兩種打開慢日志的方式

1. 修改配置文件my.cnf

此種修改方式系統(tǒng)重啟后依然有效

# 是否開啟慢查詢日志
slow_query_log=ON
# 
long_query_time=2
slow_query_log_file=/var/lib/mysql/slow.log

2. 動態(tài)修改參數（重啟后失效）

mysql> set @@global.slow_query_log=1;
Query OK, 0 rows affected (0.06 sec)

mysql> set @@global.long_query_time=2;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

3.1.2 慢日志分析

MySQL不僅為我們保存了慢日志文件，還為我們提供了慢日志查詢的工具mysqldumpslow，為了演示這個工具，我們先構造一條慢查詢：

mysql> SELECT sleep(5);

然后我們查詢用時最多的1條慢查詢：

[root@iZ2zejfuakcnnq2pgqyzowZ ~]# mysqldumpslow -s t -t 1 -g 'select' /var/lib/mysql/9e74f9251f6c-slow.log

Reading mysql slow query log from /var/lib/mysql/9e74f9251f6c-slow.log
Count: 1  Time=10.00s (10s)  Lock=0.00s (0s)  Rows=1.0 (1), root[root]@localhost
  SELECT sleep(N)

其中，

• Count ：表示這個SQL執(zhí)行的次數
• Time ：表示執(zhí)行的時間，括號中的是累積時間
• Locks ：表示鎖定的時間，括號中的是累積時間
• Rows ：表示返回的記錄數，括號中的是累積數

更多關于mysqldumpslow的使用方式，可以查閱官方文檔，或者執(zhí)行mysqldumpslow --help尋求幫助。

3.2 查看運行中的線程

我們可以運行show full processlist查看MySQL中運行的所有線程，查看其狀態(tài)和運行時間，找到不順眼的，直接kill。

image-20220405182328247

其中，

• Id ：線程的唯一標志，可以使用Id殺死指定線程
• User ：啟動這個線程的用戶，普通賬戶只能查看自己的線程
• Host ：哪個ip和端口發(fā)起的連接
• db ：線程操作的數據庫
• Command ：線程的命令
• Time ：操作持續(xù)時間，單位秒
• State ：線程的狀態(tài)
• Info ：SQL語句的前100個字符

3.3 查看服務器運行狀態(tài)

使用SHOW STATUS查看MySQL服務器的運行狀態(tài)，有session和global兩種作用域，一般使用like+通配符進行過濾。

-- 查看select的次數
mysql> SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'com_select';
+---------------+--------+
| Variable_name | Value  |
+---------------+--------+
| Com_select    | 168241 |
+---------------+--------+
1 row in set (0.05 sec)

3.4 查看存儲引擎運行信息

SHOW ENGINE用來展示存儲引擎的當前運行信息，包括事務持有的表鎖、行鎖信息；事務的鎖等待情況；線程信號量等待；文件IO請求；Buffer pool統(tǒng)計信息等等數據。

例如：

SHOW ENGINE INNODB STATUS;

上面這條語句可以展示innodb存儲引擎的當前運行的各種信息，大家可以據此找到MySQL當前的問題，限于篇幅不在此意義說明其中信息的含義，大家只要知道MySQL提供了這樣一個監(jiān)控工具就行了，等到需要的時候再來用就好。

3.5 EXPLAIN執(zhí)行計劃

通過慢查詢日志我們可以知道哪些SQL語句執(zhí)行慢了，可是為什么慢？慢在哪里呢？

MySQL提供了一個執(zhí)行計劃的查詢命令EXPLAIN，通過此命令我們可以查看SQL執(zhí)行的計劃，所謂執(zhí)行計劃就是：優(yōu)化器會不會優(yōu)化我們自己書寫的SQL語句（比如外連接改內連接查詢，子查詢優(yōu)化為連接查詢...）、優(yōu)化器針對此條SQL的執(zhí)行對哪些索引進行了成本估算，并最終決定采用哪個索引（或者最終選擇不用索引，而是全表掃描）、優(yōu)化器對單表執(zhí)行的策略是什么，等等等等。

EXPLAIN在MySQL5.6.3之后也可以針對UPDATE、DELETE和INSERT語句進行分析，但是通常情況下我們還是用在SELECT查詢上。

這篇文章主要是從宏觀上多個角度介紹MySQL的優(yōu)化策略，因此這里不詳細說明EXPLAIN的細節(jié)，之后單獨成篇。

3.6 SQL與索引優(yōu)化

3.6.1 SQL優(yōu)化

SQL優(yōu)化指的是SQL本身語法沒有問題，但是有實現相同目的的更好的寫法。比如：

• 使用小表驅動大表；用join改寫子查詢；or改成union
• 連接查詢中，盡量減少驅動表的扇出（記錄數），訪問被驅動表的成本要盡量低，盡量在被驅動表的連接列上建立索引，降低訪問成本；被驅動表的連接列最好是該表的主鍵或者是唯一二級索引列，這樣被驅動表的成本會降到更低
• 大偏移量的limit，先過濾再排序

針對最后一條舉個簡單的例子，下面兩條語句能實現同樣的目的，但是第二條的執(zhí)行效率比第一條執(zhí)行效率要高得多（存儲引擎使用的是InnoDB），大家感受一下：

-- 1. 大偏移量的查詢
mysql> SELECT * FROM user_innodb LIMIT 9000000,10;
Empty set (8.18 sec)

-- 2.先過濾ID（因為ID使用的是索引），再limit
mysql> SELECT * FROM user_innodb WHERE id > 9000000 LIMIT 10;
Empty set (0.02 sec)

3.6.2 索引優(yōu)化

為慢查詢創(chuàng)建適當的索引是個非常常見并且非常有效的方法，但是索引是否會被高效使用又是另一門學問了。

4. 存儲引擎與表結構

4.1 選擇存儲引擎

一般情況下，我們會選擇MySQL默認的存儲引擎存儲引擎InnoDB，但是當對數據庫性能要求精益求精的時候，存儲引擎的選擇也成為一個關鍵的影響因素。

建議根據不同的業(yè)務選擇不同的存儲引擎，例如：

• 查詢操作、插入操作多的業(yè)務表，推薦使用MyISAM；
• 臨時表使用Memory；
• 并發(fā)數量大、更新多的業(yè)務選擇使用InnoDB；
• 不知道選啥直接默認。

4.2 優(yōu)化字段

字段優(yōu)化的最終原則是： 使用可以正確存儲數據的最小的數據類型 。

4.2.1 整數類型

MySQL提供了6種整數類型，分別是

• tinyint
• smallint
• mediumint
• int
• integer
• bigint

不同的存儲類型的最大存儲范圍不同，占用的存儲的空間自然也不同。

例如，是否被刪除的標識，建議選用tinyint，而不是bigint。

4.2.2 字符類型

你是不是直接把所有字符串的字段都設置為varchar格式了？甚至怕不夠，還會直接設置成varchar(1024)的長度？

如果不確定字段的長度，肯定是要選擇varchar，但是varchar需要額外的空間來記錄該字段目前占用的長度；因此如果字段的長度是固定的，盡量選用char，這會給你節(jié)約不少的內存空間。

4.2.3 非空

非空字段盡量設置成NOT NULL，并提供默認值，或者使用特殊值代替NULL。

因為NULL類型的存儲和優(yōu)化都會存在性能不佳的問題，具體原因在這里就不展開了。

4.2.4 不要用外鍵、觸發(fā)器和視圖功能

這也是「阿里巴巴開發(fā)手冊」中提到的原則。原因有三個：

1. 降低了可讀性，檢查代碼的同時還得查看數據庫的代碼；
2. 把計算的工作交給程序，數據庫只做好存儲的工作，并把這件事情做好；
3. 數據的完整性校驗的工作應該由開發(fā)者完成，而不是依賴于外鍵，一旦用了外鍵，你會發(fā)現測試的時候隨便刪點垃圾數據都變得異常艱難。

4.2.5 圖片、音頻、視頻存儲

不要直接存儲大文件，而是要存儲大文件的訪問地址。

4.2.6 大字段拆分和數據冗余

大字段拆分其實就是前面說過的垂直分表，把不常用的字段或者數據量較大的字段拆分出去，避免列數過多和數據量過大，尤其是習慣編寫SELECT *的情況下，列數多和數據量大導致的問題會被嚴重放大！

字段冗余原則上不符合數據庫設計范式，但是卻非常有利于快速檢索。比如，合同表中存儲客戶id的同時可以冗余存儲客戶姓名，這樣查詢時就不需要再根據客戶id獲取用戶姓名了。因此針對業(yè)務邏輯適當做一定程度的冗余也是一種比較好的優(yōu)化技巧。

5. 業(yè)務優(yōu)化

嚴格來說，業(yè)務方面的優(yōu)化已經不算是MySQL調優(yōu)的手段了，但是業(yè)務的優(yōu)化卻能非常有效地減輕數據庫訪問壓力，這方面一個典型例子就是淘寶，下面舉幾個簡單例子給大家提供一下思路：

1. 以往都是雙11當晚開始買買買的模式，最近幾年雙11的預售戰(zhàn)線越拉越長，提前半個多月就開始了，而且各種定金紅包模式叢出不窮，這種方式叫做 預售分流 。這樣做可以分流客戶的服務請求，不必等到雙十一的凌晨一股腦地集體下單；
2. 雙十一的凌晨你或許想查詢當天之外的訂單，但是卻查詢失敗；甚至支付寶里的小雞的口糧都被延遲發(fā)放了，這是一種 降級策略 ，集結不重要的服務的計算資源，用來保證當前最核心的業(yè)務；
3. 雙十一的時候支付寶極力推薦使用花唄支付，而不是銀行卡支付，雖然一部分考量是提高軟件粘性，但是另一方面，使用余額寶實際使用的阿里內部服務器，訪問速度快，而使用銀行卡，需要調用銀行接口，相比之下操作要慢了許多。