【MySQL】为什么SQL会这么慢

末蓝、 2023-08-17 16:45 180阅读 0赞

建表

CREATE TABLE `ts_ab` ( `id` int(11) NOT NULL, `a` int(11) DEFAULT NULL, `b` varchar(20) CHARACTER SET utf8 DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `ind_b` (`b`) USING BTREE, KEY `ind_a` (`a`) USING BTREE ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin;

CREATE TABLE `ts_ef` ( `id` int(11) NOT NULL, `e` int(11) DEFAULT NULL, `f` varchar(20) CHARACTER SET utf8 DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `ind_e` (`e`) USING BTREE, KEY `ind_f` (`f`) USING BTREE ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin;

插入数据

create PROCEDURE addDataab() BEGIN DECLARE i int; set i=1; WHILE(i<=10000) DO INSERT ts_ab(id, a, b) VALUES(i, i, CONCAT('b',i)); set i= i+1; end WHILE; WHILE(i<=20000) DO INSERT ts_ab(id, a, b) VALUES(i, i, CONCAT('c',i)); set i= i+1; end WHILE; WHILE(i<=30000) DO INSERT ts_ab(id, a, b) VALUES(i, i, CONCAT('d',i)); set i= i+1; end WHILE; end; CALL addDataab();

create PROCEDURE addDataef() BEGIN DECLARE i int; DECLARE j int; set i=1; set j=1; WHILE(i<=200) DO set j=i; if i >100 and i<=105 THEN set j=105; end if; INSERT ts_ef(id, e, f) VALUES(i, j, CONCAT('b',j)); set i= i+1; end WHILE; end; CALL addDataef();

# 1、索引 #

sql执行慢，第一想法就是加个索引呗。但有时尽管加了索引了，为什么执行还是这么慢的呢。这就要问你真正使用对了索引没有了。**我们一般可以使用`EXPLAIN`来查看是否sql执行时是否使用了索引。**对于索引还不怎么清楚的同学，建议你自行查看下我的上一篇文章[【MySQL】索引][MySQL]

## 1.1对索引字段进行了函数操作 ##

![图1][1]  
![图2][2]  
a字段上面建有索引，图1中对a字段进行了运算，图2中没有对a字段进行运算。  
从结果可知，图1中进行了全表扫描，大概扫描了29484行，没有使用索引快速查询。图2表示查询使用了索引，扫描了1行。出现这种现场的原因是图1中的sql对索引字段进行的运算操作，你可以想象我们的索引是一棵B+树，如果一张表中有日期这个字段，并且对此字段加了索引。现在我们需要查询8月份的数据，如果我们sql写成`select * from cyj_test where month(createDate) = 8`。createDate这个字段的索引是有序的，你觉得month(createDate) 还会是有序的吗？想想都觉得不会是有序的，所以，在对索引字段做了函数操作时，会破坏了索引的有序性，MySQL就干脆不走索引了。或许你会说加1操作后还是有序的啊，但对于MySQL来说，做了运算操作了，不会去理会操作后是否还是跟原索引一样的顺序，这可以理解为MySQL的一个"偷懒"行为。

## 1.2隐式类型转换 ##

![图3][3]  
![图4][4]  
你会发现图4的查询没有走索引，在你对照了建表sql后你发现了原来a是int类型，去跟字符串做对比，而b是字符串类型去跟int做对比。那么，为什么图3却可以走索引呢？  
如果你用对应的sql去查询数据，是能准确的查询到需要的结果数据的，这时候我们猜想肯定是数据库做了类型转换，那么数据库在字段类型不匹配时，是把字符串转换成int类型，还是把int类型转换成字符串呢？  
测试sql

select '10' > 9;

> 如果返回结果是1，那么是字符串转成int  
> 如果返回结果是0，那么是int转成字符串

![图5][5]  
从结果上来看，是把字符串转换成了int。  
回到一开始的图3和图4。图3中`a='1'`会把字符串1转换成int类型的1，所以不影响索引。图4中`b=1`会把字符串的b转换成int类型，实际操作为`CAST(b AS signed int) = 1`。**对索引字段进行了函数操作，优化器在选择索引时会放弃走树索引搜索功能。**

## 1.3隐式编码转换 ##

待补充。。。（原因：查询很多资料说两表编码不一样，例如utf8与utf8mp4，联表查询会导致索引失效，但我不能重现啊。）

## 1.4扫描行数过多 ##

使用哪个索引是在优化器时决定的，在决定因素中就有一个是sql执行需要扫描的行数，当行数过多时，优化器会决定不使用该索引，例如下面：  
![图6][6]  
![图7][7]  
需要扫描的行数是一个预估值，可以使用`show index from ts_ab;`进行查看`Cardinality`字值的估值，有时也会因这个预估值的不准确而导致走了全表扫描而没走索引，这时我们可以使用`analyze table ts_ab;`让数据库重新采样估值，例如我执行完后重新查询的结果便走了索引。  
![图8][8]  
当然，这个办法不可控。如果你的环境是真的要走a索引准确无误的话，可以使用 `force index(ind_a)`强行走索引。  
![图9][9]

## 1.5最左前缀没使用对 ##

[【MySQL】索引][MySQL]中介绍了最左前缀的定义：**最左前缀原则指的是只要sql满足最左前缀，就可以利用索引进行高效的查询。最左前缀可以是联合索引的最左N个字段，也可以是字符串索引的最左M个字符。**如果我们使用最左前缀时没理解好定义来操作，是不能使用索引的。  
![图10][10]  
![图11][11]  
图11中没真正的使用字符串索引的最左M个字符进行查询。还有就是如果联合索引为`INDEX index_a_b (a, b)`，这时候根据最左前缀原则可以对a单独使用索引，但却不可以对b单独使用索引。这个可以自己尝试下。

# 2、等待锁 #

## 2.1表级别的锁或行锁都会使查询处于等待状态。 ##

表级别锁分为表锁和元数据锁MDL（meta data lock）。  
表锁使用`lock tables t1 read, t2 write`。执行这个命令后，当前线程只能对表t1读，对表t2读书，不能对表t1写。其他线程写t1、请写t2都会被阻塞。  
MDL是在mysql5.5时引入的，当对一个表进行增删改查时对表加锁，当对一个表做数据结构变更时加锁，在加锁时会进行阻塞。  
上述锁可以使用`show processlist`进行查看，会提示`Waiting for table metadata lock`。

## 2.2flush ##

在session1中执行`select sleep(1) from ts_ef`，在session2中执行`flush tables ts_ef`，在session3中执行`select * from ts_ef where id = 1`。这时session3中的查询会被卡住，使用`show processlist`进行查看，会提示`Waiting for table flush`。  
这个是因为在session1中的`sleep(1)`是指执行1万秒，导致session2中的flush被卡住，进而影响了session3。

## 2.3行锁 ##

java开发中会使用事务，当进行for update查询或增改删时会对对应行进行锁定，这时如果事务会影响其他sql。  
使用`show processlist`查看会出现State字段为`statistics`。这时可以使用`select * from sys.innodb_lock_waits;`进行查看。  
![图12][12]  
![图13][13]  
图12和图13拼接起来看，这里的信息非常全面，`blocking_pid`指出是119837的线程被卡住了，可以使用`KILL 119837`结束此线程。

# 3、刷脏页 #

> WAL：全称为Write Ahead Log。在数据更新的时候，InnoDB会先更新日志(redo log)并更新内存，再写磁盘。具体来说就是一条更新InnoDB会先写入到redo log中，然后更新内存，那么这条更新就算是完成了，至于什么时候会更新到磁盘中，InnoDB会在适当的时候进行更新。

> 脏页：内存中的数据页跟磁盘中的数据页不一致。  
> 干净页：内存中的数据刷入了磁盘后，跟磁盘的数据一致。

InnoDB什么时候会进行刷脏页呢？一般是出现下面四种情况的时候  
1、redo log日志被写满了，必须先把数据刷一部分到磁盘中。  
2、内存不够用时，会淘汰一部分数据页，当淘汰的刚好是脏页时，必须刷回磁盘。  
3、mysql认为系统比较空闲的时候。  
4、mysql正常关闭的时候。

# 4、undo log #

> oracle默认事务隔离级别为**读提交**，mysql默认事务隔离级别为**可重复读**。可重复读是指一个事务执行过程中看到的数据，总是跟这个事务在启动时看到的数据是一样的。

> 数据库中每一行的数据都是有多个版本的，每个版本都有自己的row trx\_id。undo log（回滚日志）会记录每个更新的过程。在需要查询低版本的数据时，会根据当前版本的数据与undo log进行计算得出。

根据可重复读的定义，如果A事务启动时表id=1的字段num=1，此时A事务先执行别的逻辑。期间启动B事务，进行`update t set num=num+1 where id=1`，加到100000。此时数据库中id=1的num为100000，这时A事务查询到的结果应该是num=1才正确。mysql就会执行上面回滚版本的过程了，查询到A事务启动时行对应的版本号数据，这个过程会耗费一定的时间，所以此时一个简单的查询`select num from t where id=1`都会比平时花费时间大很多。

注：  
redo log通常是物理日志，记录的是数据页的物理修改，而不是某一行或某几行修改成怎样怎样，它用来恢复提交后的物理数据页(恢复数据页，且只能恢复到最后一次提交的位置)。  
undo用来回滚行记录到某个版本。undo log一般是逻辑日志，根据每行记录进行记录。

转载于:https://www.cnblogs.com/cnJun/p/11508392.html

[MySQL]: https://www.cnblogs.com/cnJun/p/11420665.html
[1]: /images/20230809/5f929f393b8e4d4cb61d1d510e1fe2c0.png
[2]: /images/20230809/2495f24016394c59a2b4bbe252448bbc.png
[3]: /images/20230809/8355951592fe4e8c8a3d946d2ab4653a.png
[4]: /images/20230809/d2b064db989d41aea628cd73d6e67d07.png
[5]: /images/20230809/13c8a34391384c16b80eacebd840a17f.png
[6]: /images/20230809/3838b1bce51e490eaa03a064f3a3843e.png
[7]: /images/20230809/04edfeb74033458a8f7c0aafc6b950a6.png
[8]: /images/20230809/7d3ca5358b264369b415ed3ec0ea9f41.png
[9]: /images/20230809/4b9e0d147e4348ad96fe2d931c71d595.png
[10]: /images/20230809/e3307bd8726345b3bdbeb42fff901f6a.png
[11]: /images/20230809/52ffddf4a5834117a462f85d10532962.png
[12]: /images/20230809/a69d95c8435841998e1031e72e85d2b5.png
[13]: /images/20230809/5cb36ab4fee244268dec76919e31e716.png