文章目录
- 一、避免使用 select *
- 二、使用小表驱动大表
- 三、用连接查询代替子查询
- 四、提升 group by 的效率
- 五、批量操作
- 六、使用 limit
- 七、union all 代替 union
一、避免使用 select *
阿里规范:在表查询中,一律不要使用 * 作为查询的字段列表,需要哪些字段必须明确写明。说明:
① 增加查询分析器解析成本。
② 增减字段容易与 resultMap 配置不一致。
③ 无用字段增加网络消耗,尤其是 text 类型的字段。
查看执行计划,select * 走全表扫描,没有用到任何索引,因此查询效率非常低。
如果查询列都是索引列,那么这些列被称为覆盖索引。这种情况下查询的相关字段都能走索引,且不需要回表,索引查询的效率相对较高。
二、使用小表驱动大表
小表驱动大表就是指用数据量较小、索引比较完备的表,然后使用其索引和条件对大表进行数据筛选,从而减少数据计算量,提高查询效率。
比如:student 表有 30 条数据,scores 表有 80w 条数据。
select * from student left join scores on student.id = scores.student_id;
Join Buffer(连接缓冲区)是优化器用于处理连接查询操作时的临时缓冲区。简单来说当我们需要比较两个或多个表的数据进行 Join 操作时,Join Buffer 可以帮助 MySQL 临时存储结果,以减少磁盘读取和 CPU 负担,提高查询效率。需要注意的是每个 join 都有一个单独的缓冲区。
Block nested-loop join(BNL算法)会将驱动表数据加载到 join buffer 里面,然后再批量与非驱动表进行匹配;如果驱动表数据量较大,join buffer 无法一次性装载驱动表的结果集,将会分阶段与被驱动表进行批量数据匹配,会增加被驱动表的扫描次数,从而降低查询效率。所以开发中要遵守小表驱动大表的原则。
分阶段匹配过程如下:
① 先把 student 表前 15 条数据读到 join buffer 中。
② 然后用 scores 表去匹配 join buffer 中的前15条。
③ 记录下匹配结果。
④ 清空 join buffer。
⑤ 再把 student 表后 15 条读取 join buffer 中。
⑥ 然后用 scores 表去匹配 join buffer 中的后15条。
⑦ 记录下匹配结果。
三、用连接查询代替子查询
mysql 需要在两张表以上获取数据的方式有两种:第一种通过连表查询获取,第二种通过子查询获取。
模拟一个真实场景,同样 student 表有30条数据,scores 表有 80w 条数据,我们想查看学员各科分数信息:
ALTER TABLE scores ADD index idx_student_id (student_id); -- 建立索引
EXPLAIN
SELECT
(SELECT student.NAME FROM student WHERE student.id = scores.student_id),
scores.course_name,
scores.score
FROM
scores;
因为子查询需要执行两次数据库查询,一次是外部查询,一次是嵌套子查询。子查询的学生表只使用到主键索引,但对于学生表而言,数据条数较少,主键索引起不到很大的优化作用。
连接查询可以更好地利用数据库索引,提高查询的性能。子查询通常会使用临时表或内存表,而连接查询可以直接利用表上的索引。这意味着连接查询可以更快地访问表中的数据,减少查询的资源消耗。
对于大型数据集,使用连接查询通常比使用子查询更高效。子查询通常需要扫描整个表,而连接查询可以利用索引加速读取操作。
EXPLAIN
SELECT
student.NAME,
scores.course_name,
scores.score
FROM
student inner JOIN scores ON student.id = scores.student_id;
使用连接查询可以更快地执行查询操作,减少数据库的负载,提高查询的性能和效率。
四、提升 group by 的效率
创如果使用 group by 的列没有索引,那么查询可能会变得很慢。因此,可以为 group by 的字段创建一个或多个适当的索引来加速查询。
alter table scores add index idx_remarks (remarks); -- 建立索引
select remarks from scores group by remarks;
- 调整查询:查询的写法也会影响 group by 的效率。可以尝试不使用子查询或临时表,或者可以使用 join 或 exits 来代替 in 子查询。
- 限制结果集的数量:如果只需要查看一小部分结果,可以在查询中添加 limit 子句,以便只返回一定数量的结果。
五、批量操作
批量插入或批量删除数据,比如说现在需要将1w+数据插入到数据库时,建议使用批量操作,逐个处理会频繁的与数据库交互,损耗性能。
使用 mybatis 的 foreach 标签拼接 动态 sql。但需要注意的是,不建议一次批量操作太多的数据,如果数据太多数据库响应也会很慢。批量操作需要把握一个度,建议每批数据尽量控制在500以内。如果数据多于500,则分多批次处理。
六、使用 limit
使用 Limit 的好处:
- 提高查询效率:一个查询返回成千上万的数据行,不仅占用了大量的系统资源,也会占用更多的网络带宽,影响查询效率。使用 Limit 可以限制返回的数据行数,减轻了系统负担,提高了查询效率。
- 避免过度提取数据:对于大型数据库系统,从数据库中提取大量的数据可能会导致系统崩溃。使用 Limit 可以限制提取的数据量,避免过度提取数据,保护系统不受影响。
- 优化分页查询:分页查询需要查询所有的数据才能进行分页处理,这会浪费大量的系统资源和时间。使用 Limit 优化分页查询可以只查询需要的数据行,缩短查询时间,减少资源的浪费。
- 简化查询结果:有时我们只需要一小部分数据来得出决策,而不是整个数据集。使用 Limit 可以使结果集更加精简和易于阅读和理解。
限制行数非常有用,因为它可以提高查询性能、减少处理需要的时间,并且只返回我们关心的列。
问题:百万级表 Limit 翻页越往后越慢怎么办?为什么 offset 偏大之后 limit 查找会变慢?
这需要了解 limit 操作是如何运作的,以下面这句查询为例:
select * from table_name limit 10000,10
它首先做得是先查询前10000条,然后再查目标的 10 条数据。
第一次优化
根据数据库这种查找的特性,就有了一种想当然的方法,利用主键自增索引(假设为id):
select * from table_name where (id > 10000) limit 10
通过 id 的索引直接定位到第 10000 条数据,再去向后面查 10 条数据。
第二次优化
提起数据库查询优化,第一时间想到的就是索引,所以便有了第二次优化:先查找出需要数据的索引列(假设为 id),再通过索引列查找出需要的数据。
select * from table_name where id in (select id from table_name) limit 10000, 10;
注:子查询是覆盖索引,外面的查询 id in … 用到了主键索引。
相比较结果是(500w条数据):第一条花费平均耗时约为第二条的 1/3 左右。
同样是较大的 offset,第一条的查询更为复杂,为什么性能反而得到了提升?
这涉及到 mysql 主索引的数据结构 b+Tree ,基本原理就是:
- 子查询只用到了索引列,没有取实际的数据,所以不涉及到磁盘IO,所以即使是比较大的 offset 查询速度也不会太差。
- 利用子查询的方式,把原来的基于 user 的搜索转化为基于主键(id)的搜索,主查询因为已经获得了准确的索引值,所以查询过程也相对较快。
第三次优化
在数据量大的时候 in 操作的效率很低,因此可以使用 join 替换 in。
select * from table_name inner join ( select id from table_name ) b using (id) limit 10000, 10;
七、union all 代替 union
union all:获取所有数据但是数据不去重,包含重复数据;
union:获取所有数据且数据去重,不包含重复数据;
select id,name,department from student
union all
select id,student_id,score from scores
那么 union all 与 union 如果当然它业务数据容许出现重复的记录,更推荐使用 union all,因为 union 去重数据需要遍历、排序和比较,它更耗时,更消耗 cpu 资源,但是数据结果最完整。
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