别再用 offset 和 limit 分页了，性能太差！

水深无声 2024-05-01 16:29 72阅读 0赞

本文主要去理解 offset 为什么会在大数据量下的查询带来性能问题？思考完后，可以在思考下，如果分库分表，你会这么去分页呢？

不需要担心数据库性能优化问题的日子已经一去不复返了。

随着时代的进步，随着野心勃勃的企业想要变成下一个 Facebook，随着为机器学习预测收集尽可能多数据的想法的出现。

作为开发人员，我们要不断地打磨我们的 API，让它们提供可靠和有效的端点，从而毫不费力地浏览海量数据。

如果你做过后台开发或数据库架构，你可能是这么分页的：

![图片][e4b731dce785426b19d2cb4bad0fd108.png]

如果你真的是这么分页，那么我不得不抱歉地说，你这样做是错的。

你不以为然？没关系。Slack、Shopify 和 Mixmax 这些公司都在用，我们今天将要讨论的方式进行分页。

我想你很难找出一个不使用 OFFSET 和 LIMIT 进行数据库分页的人。对于简单的小型应用程序和数据量不是很大的场景，这种方式还是能够“应付”的。

如果你想从头开始构建一个可靠且高效的系统，在一开始就要把它做好。

今天我们将探讨已经被广泛使用的分页方式存在的问题，以及如何实现高性能分页。

## 1.OFFSET 和 LIMIT 有什么问题？ ##

正如前面段落所说的那样，OFFSET 和 LIMIT 对于数据量少的项目来说是没有问题的。

但是，当数据库里的数据量超过服务器内存能够存储的能力，并且需要对所有数据进行分页，问题就会出现。

为了实现分页，每次收到分页请求时，数据库都需要进行低效的全表扫描。

什么是全表扫描？全表扫描 (又称顺序扫描) 就是在数据库中进行逐行扫描，顺序读取表中的每一行记录，然后检查各个列是否符合查询条件。

这种扫描是已知最慢的，因为需要进行大量的磁盘 I/O，而且从磁盘到内存的传输开销也很大。

这意味着，如果你有 1 亿个用户，OFFSET 是 5 千万，那么它需要获取所有这些记录 (包括那么多根本不需要的数据)，将它们放入内存，然后获取 LIMIT 指定的 20 条结果。

也就是说，为了获取一页的数据：

10万行中的第5万行到第5万零20行

需要先获取 5 万行。这么做是多么低效？如果你不相信，可以看看这个例子：

https://www.db-fiddle.com/f/3JSpBxVgcqL3W2AzfRNCyq/1?ref=hackernoon.com

左边的 Schema SQL 将插入 10 万行数据，右边有一个性能很差的查询和一个较好的解决方案。

只需单击顶部的 Run，就可以比较它们的执行时间。第一个查询的运行时间至少是第二个查询的 30 倍。

数据越多，情况就越糟。看看我对 10 万行数据进行的 PoC：

https://github.com/IvoPereira/Efficient-Pagination-SQL-PoC?ref=hackernoon.com

现在你应该知道这背后都发生了什么：OFFSET 越高，查询时间就越长。

## 2.替代方案 ##

你应该这样做：

![图片][7023306b9621aa84441f508da2d22045.png]

这是一种基于指针的分页。

你要在本地保存上一次接收到的主键 (通常是一个 ID) 和 LIMIT，而不是 OFFSET 和 LIMIT，那么每一次的查询可能都与此类似。

为什么？因为通过显式告知数据库最新行，数据库就确切地知道从哪里开始搜索（基于有效的索引），而不需要考虑目标范围之外的记录。

比较这个查询：

![图片][7fbd736d0bfae01a79e123bf0487dba1.png]

和优化的版本：

![图片][a3f47781921a13a83684c0bb80ac7965.png]

返回同样的结果，第一个查询使用了 12.80 秒，而第二个仅用了 0.01 秒。

要使用这种基于游标的分页，需要有一个惟一的序列字段 (或多个)，比如惟一的整数 ID 或时间戳，但在某些特定情况下可能无法满足这个条件。

我的建议是，不管怎样都要考虑每种解决方案的优缺点，以及需要执行哪种查询。

如果需要基于大量数据做查询操作，Rick James 的文章提供了更深入的指导：

http://mysql.rjweb.org/doc.php/lists

如果我们的表没有主键，比如是具有多对多关系的表，那么就使用传统的 OFFSET/LIMIT 方式，只是这样做存在潜在的慢查询问题。

我建议在需要分页的表中使用自动递增的主键，即使只是为了分页。

[e4b731dce785426b19d2cb4bad0fd108.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/01/979797c3d99b4ed0bd956213558da546.png
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[7fbd736d0bfae01a79e123bf0487dba1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/01/9a90a7b6f814432191d253938548df28.png
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