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MySQL索引优化深入

时间:2020-03-22  来源:未知  作者:admin666

创建 test 测试表

CREATE TABLE `test` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `c1` varchar(10) DEFAULT NULL,
  `c2` varchar(10) DEFAULT NULL,
  `c3` varchar(10) DEFAULT NULL,
  `c4` varchar(10) DEFAULT NULL,
  `c5` varchar(10) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_test_c1234` (`c1`,`c2`,`c3`,`c4`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

insert into `test` (`id`, `c1`, `c2`, `c3`, `c4`, `c5`) values('1','a1','a2','a3','a4','a5');
insert into `test` (`id`, `c1`, `c2`, `c3`, `c4`, `c5`) values('2','b1','b2','b3','b4','b5');
insert into `test` (`id`, `c1`, `c2`, `c3`, `c4`, `c5`) values('3','c1','c2','c3','c4','c5');
insert into `test` (`id`, `c1`, `c2`, `c3`, `c4`, `c5`) values('4','d1','d2','d3','d4','d5');
insert into `test` (`id`, `c1`, `c2`, `c3`, `c4`, `c5`) values('5','e1','e2','e3','e4','e5');

分析以下Case索引使用情况

Case 1:

执行以下SQL语句:

① EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c2='a2' AND c3='a3' AND c4='a4'
② EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c3='a3' AND c2='a2' AND c4='a4'
③ EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c4='a4' AND c3='a3' AND c2='a2'
④ EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c4='a4' AND c2='a2' AND c3='a3' AND c1='a1'

分析:创建联合索引的顺序为c1,c2,c3,c4,上述四组explain执行结果都一样:type=ref,key_len=132,ref=const,const,const,const。

结论:在执行常量等值查询时,改变索引列的顺序并不会更改explain的执行结果,因为MySQL底层优化器会自动进行优化,但还是推荐按照索引顺序列编写SQL语句。

Case 2:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c2='a2'

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c2='a2' AND c3 'a3' AND c4='a4'

分析:当出现范围的时候,type=range,key_len=99,比不用范围key_len=66增加了,说明使用上了索引,但对比Case 1中的执行结果,说明c4上s索引失效。

结论:范围右边索引列失效,但是范围当前位置(c3)的索引是有效的,从key_len=99可证明。

Case 2.1:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c2='a2' AND c4 'c4' AND c3='a3'

分析:与上面explain执行结果对比,key_len=132说明索引用到了4个,因此对此SQL语句MySQL底层优化器会进行优化(优化成WHERE c1='a1' AND c2='a2' AND c3='a3' AND c4 'c4'):范围右边索引列失效(c4右边已经没有索引列了),注意索引的顺序(c1,c2,c3,c4),所以c4右边不会出现失效的索引列,因此4个索引全部用上。

结论:范围右边索引列失效,是有顺序的:c1,c2,c3,c4,如果c3有范围,则c4失效;如果c4有范围,则没有失效的索引列,从而会使用全部索引。

Case 2.2:(声明:这个Case的解释有待考察)

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1 'a1' AND c2='a2' AND c3='c3' AND c4='a4'

分析:如果在c1处使用范围,则type=ALL,key=NULL,索引失效,全表扫描,这里违背了最佳左前缀原则,带头大哥已死,因为c1主要用于范围,而不是查询。

解决方式:使用覆盖索引。

结论:在索引最佳左前缀原则中,如果最左前列(带头大哥)的索引失效,则后面的索引失效。

Case 3:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c2='a2' AND c4='a4' ORDER BY c3

分析:利用最佳左前缀原则:中间兄弟不能断,因此用到了c1和c2索引(查找),从key_len=66,ref=const,const可以看出来,c3索引列也用在order by排序过程中(即也用到了c3索引)。

提问:如何证明order by c3也用到了索引?

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c2='a2' AND c4='a4' ORDER BY c5

分析:因为c5非索引字段,当用order by c5排序时,extra列出现了Using filesort,用到了文件排序,代表没有使用索引排序,性能低。

Case 3.1:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c2='a2' ORDER BY c3

分析:从key_len=66,ref=const,const可以看出来,查找只用到了c1和c2索引,c3索引用于排序。

Case 3.2:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c2='a2' ORDER BY c4

分析:从key_len=66,ref=const,const可以看出来,查询使用了c1和c2索引,由于使用了c4进行排序,跳过了c3,中间断了,也无法使用c4的索引进行排序,出现了Using filesort。

Case 4:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c5='a5' ORDER BY c2,c3

分析:查找只用到索引c1,c2和c3索引用于排序,无Using filesort。

Case 4.1:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c5='a5' ORDER BY c3,c2

分析:和Case 4中explain的执行结果一样,但是出现了Using filesort,因为索引的创建顺序为c1,c2,c3,c4,但是排序的时候c2和c3颠倒位置了。

Case 4.2:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c2='a2' ORDER BY c2,c3

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c2='a2' AND c5='a5' ORDER BY c2,c3

分析:在查询时增加了c5,但是explain的执行结果一样,因为c5并未创建索引。

Case 4.3:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c2='a2' AND c5='a5' ORDER BY c3,c2

分析:与Case 4.1相比,在Extra中并未出现Using filesort,因为c2是常量,在排序中被优化,所以索引未颠倒,不会出现Using filesort。

Case 5:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c4='a4' GROUP BY c2,c3

分析:如果gourp by没有使用索引,会导致生成临时表(Using temporary),底层会先用order by排序,要想group by使用索引分组,前提条件是满足order by使用索引排序。上面只用到c1上的索引进行查询,因为c4中间断了,根据索引最左前缀原则,索引key_len=33,ref=const,表示只用到一个索引。

Case 5.1:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1='a1' AND c4='a4' GROUP BY c3,c2

分析:对比Case 5,在group by时交换了c2和c3的位置,导致无法满足order by(Using filesort),即无法满足group by(Using temporary),极度恶劣。原因:c3和c2与索引创建顺序相反。

Case 6:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT * FROM test WHERE c1 'a1' ORDER BY c1

分析:

① 在c1,c2,c3,c4上创建了索引,直接在c1上使用范围,导致了索引失效,全表扫描:type=ALL,ref=NULL。因为此时c1主要用于排序,并不是查询。

② 使用c1进行排序,出现了Using filesort。

③ 解决方法:使用覆盖索引。

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT c1 FROM test WHERE c1 'a1' ORDER BY c1

Case 7:

执行SQL语句:

EXPLAIN SELECT c1 FROM test ORDER BY c1 ASC, c2 DESC

分析:虽然排序的字段列与索引顺序一样,且order by默认升序,这里c2 DESC变成了降序,导致与索引的排序方式不同,从而产生Using filesort。

Case 8:

执行SQL语句:EXPLAIN SELECT c1 FROM test WHERE c1 IN('a1','b1') ORDER BY c2,c3

分析:对于排序来说,多个相等条件也是范围查询。

总结: 

① MySQL支持两种方式的排序filesort和index,Using index是指MySQL扫描索引本身完成排序。index效率高,filesort效率低。

② order by满足两种情况会使用Using index:

a. order by语句使用索引最左前列。

b. 使用where子句与order by子句条件列组合满足索引最左前列。

③ 尽量在索引列上完成排序,遵循索引建立(索引创建的顺序)时的最佳左前缀原则。

④ 如果order by的条件不在索引列上,就会产生Using filesort。

⑤ group by与order by很类似,其实质是先排序后分组,遵照索引创建顺序的最佳左前缀原则。注意where高于having,能写在where中的限定条件就不要去having限定了。

通俗理解口诀:

全值匹配我最爱,最左前缀我的菜;

带头大哥不能死,中间兄弟断狗带;

索引列上少计算,范围之后全完蛋;

覆盖索引不写星,Like百分右边站;

不等空值还有or,索引失效要少用。

补充:in和exists优化

原则:小表驱动大表,即小的数据集驱动大的数据集。

in:当B表的数据集小于A表的数据集时,in优于exists

select * from A where id in (select id from B)

等价于:

for select id from B

for select * from A where A.id=B.id

exists:当A表的数据集小于B表的数据集时,exists优于in

select * from A where exists (select 1 from B where B.id=A.id)

等价于:

for select * from A

for select * from B where B.id=A.id

(A表与B表的id字段应建立索引)

Linux公社的RSS地址:https://www.linuxidc.com/rssFeed.aspx

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