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让你的SQL语句性能提升100倍

作者:运华  来源:UC技术博客  日期:2014-06-10 22:40:57
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让你的SQL语句性能提升100倍

【问题现象】

线上mysql数据库爆出一个慢查询,DBA观察发现,查询时服务器IO飙升,IO占用率达到100%, 执行时间长达7s左右。

SQL语句如下:

SELECT DISTINCT g.*, cp.name AS cp_name, c.name AS category_name, t.name AS type_name
FROM gm_game g
LEFT JOIN gm_cp cp
ON cp.id = g.cp_id AND cp.deleted = 0
LEFT JOIN gm_category c
ON c.id = g.category_id AND c.deleted = 0
LEFT JOIN gm_type t
ON t.id = g.type_id AND t.deleted = 0
WHERE g.deleted = 0
ORDER BY g.modify_time DESC LIMIT 20 ;


【问题分析】

使用explain查看执行计划,结果如下:

让你的SQL语句性能提升100倍

这条sql语句的问题其实还是比较明显的:

查询了大量数据(包括数据条数、以及g.* ),然后使用临时表order by,但最终又只返回了20条数据。

DBA观察到的IO高,是因为sql语句生成了一个巨大的临时表,内存放不下,于是全部拷贝到磁盘,导致IO飙升。


【优化方案】

优化的总体思路是拆分sql,将排序操作和查询所有信息的操作分开。

第一条语句:查询符合条件的数据,只需要查询g.id即可

SELECT DISTINCT g.id
FROM gm_game g
LEFT JOIN gm_cp cp
ON cp.id = g.cp_id AND cp.deleted = 0
LEFT JOIN gm_category c
ON c.id = g.category_id AND c.deleted = 0
LEFT JOIN gm_type t
ON t.id = g.type_id AND t.deleted = 0
WHERE g.deleted = 0
ORDER BY g.modify_time DESC LIMIT 20 ;


第二条语句:查询符合条件的详细数据,将第一条sql的结果使用in操作拼接到第二条的sql

SELECT DISTINCT g.*, cp.name AS cp_name,c.name AS category_name,t.name AS type_name
FROM gm_game g
LEFT JOIN gm_cp cp
ON cp.id = g.cp_id AND cp.deleted = 0
LEFT JOIN gm_category c
ON c.id = g.category_id AND c.deleted = 0
LEFT JOIN gm_type t
ON t.id = g.type_id AND t.deleted = 0
WHERE g.deleted = 0 and g.id in(…………………)
ORDER BY g.modify_time DESC ;


【实测效果】

在SATA机器上测试,优化前大约需要50s,优化后第一条0.3s,第二条0.1s,优化后执行速度是原来的100倍以上,IO从100%降到不到1%

在SSD机器上测试,优化前大约需要7s,优化后第一条0.3s,第二条0.1s,优化后执行速度是原来的10倍以上,IO从100%降到不到1%

可以看出,优化前磁盘io是性能瓶颈,SSD的速度要比SATA明显要快,优化后磁盘不再是瓶颈,SSD和SATA性能没有差别。


【理论分析】

MySQL在执行SQL查询时可能会用到临时表,一般情况下,用到临时表就意味着性能较低。

  • 临时表存储

MySQL临时表分为“内存临时表”和“磁盘临时表”,其中内存临时表使用MySQL的MEMORY存储引擎,磁盘临时表使用MySQL的MyISAM存储引擎;

一般情况下,MySQL会先创建内存临时表,但内存临时表超过配置指定的值后,MySQL会将内存临时表导出到磁盘临时表;

Linux平台上缺省是/tmp目录,/tmp目录小的系统要注意啦。


  • 使用临时表的场景

1)ORDER BY子句和GROUP BY子句不同, 例如:ORDERY BY price GROUP BY name;

2)在JOIN查询中,ORDER BY或者GROUP BY使用了不是第一个表的列 例如:SELECT * from TableA, TableB ORDER BY TableA.price GROUP by TableB.name

3)ORDER BY中使用了DISTINCT关键字 ORDERY BY DISTINCT(price)

4)SELECT语句中指定了SQL_SMALL_RESULT关键字 SQL_SMALL_RESULT的意思就是告诉MySQL,结果会很小,请直接使用内存临时表,不需要使用索引排序 SQL_SMALL_RESULT必须和GROUP BY、DISTINCT或DISTINCTROW一起使用 一般情况下,我们没有必要使用这个选项,让MySQL服务器选择即可。


  • 直接使用磁盘临时表的场景

1)表包含TEXT或者BLOB列;

2)GROUP BY 或者 DISTINCT 子句中包含长度大于512字节的列;

3)使用UNION或者UNION ALL时,SELECT子句中包含大于512字节的列;


  • 临时表相关配置

tmp_table_size:指定系统创建的内存临时表最大大小; http://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/server-system-variables.html#sysvar_tmp_table_size

max_heap_table_size: 指定用户创建的内存表的最大大小; http://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/server-system-variables.html#sysvar_max_heap_table_size

注意:最终的系统创建的内存临时表大小是取上述两个配置值的最小值。


  • 表的设计原则

使用临时表一般都意味着性能比较低,特别是使用磁盘临时表,性能更慢,因此我们在实际应用中应该尽量避免临时表的使用。 常见的避免临时表的方法有:

1)创建索引:在ORDER BY或者GROUP BY的列上创建索引;

2)分拆很长的列:一般情况下,TEXT、BLOB,大于512字节的字符串,基本上都是为了显示信息,而不会用于查询条件, 因此表设计的时候,应该将这些列独立到另外一张表。


  • SQL优化

如果表的设计已经确定,修改比较困难,那么也可以通过优化SQL语句来减少临时表的大小,以提升SQL执行效率

常见的优化SQL语句方法如下:

1)拆分SQL语句

临时表主要是用于排序和分组,很多业务都是要求排序后再取出详细的分页数据,这种情况下可以将排序和取出详细数据拆分成不同的SQL,以降低排序或分组时临时表的大小,提升排序和分组的效率,我们的案例就是采用这种方法。

2)优化业务,去掉排序分组等操作

有时候业务其实并不需要排序或分组,仅仅是为了好看或者阅读方便而进行了排序,例如数据导出、数据查询等操作,这种情况下去掉排序和分组对业务也没有多大影响。


  • 如何判断使用了临时表?

使用explain查看执行计划,Extra列看到Using temporary就意味着使用了临时表。

详细信息请参考MySQL官方手册http://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/internal-temporary-tables.html




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