sql优化常用技巧及理解

小表驱动大表

为什么小表驱动大表可以看这篇文章
sql优化之查询优化器

in 和 exsits

原则还是小表驱动大表
广为流传的说话： in和exists的连接方式驱动表不同

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假设 A 表是左表，B 表是子查询的表。当 A 表是大表， B 表是小表时，使用 in。

select * from A where id in (select id from B)
当 A 表是小表， B 表是大表时，使用 exsits。（exists 后的子查询是被驱动的）

– exists(subquery)只返回 true 或 false，官方也有说过实际执行时会忽略查询列。因此，select * 和 select 1 没区别。
– exists子查询实际执行过程是被优化了的，不是我们之前理解的逐条匹配。
select * from A where exists (select 1 from B where B.id = A.id)

not in 和not exists：如果查询语句使用了not in，那么内外表都进行全表扫描，没有用到索引；而not extsts的子查询依然能用到表上的索引。所以无论那个表大，用not exists都比not in要快。

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那么事实是否如此呢
例如我们有两张表erp_travel和erp_travel_cost

explain select * from  erp_travel where   EXISTS (select travel_no  from erp_travel_cost where bearer  = erp_travel.user_no and 
erp_travel_cost.travel_no = erp_travel.travel_no)
and erp_travel.user_no = '00010413';

在外查询上加了条件erp_travel.user_no = ‘00010413’;，那么相对来说 子查询就是大表，外查询是小表

那么改写成 in查询

explain  select * from  erp_travel where   travel_no in (select travel_no  from erp_travel_cost where erp_travel_cost.bearer  = erp_travel.user_no)
and erp_travel.user_no = '00010413';

按照上面的说法，直接改成成in，in后的子查询是一个大表，应该很慢。但是实际执行起来发现速度依然很快。
查看explain 结果

可以看出来 ，in查询被sql优化成为了内连接查询，并且自动转化为小表驱动大表连接，所以这个效率还是十分高的，得益于join的优化，甚至比exists效率还要高。
再看一种情况

explain  select * from  erp_travel where   erp_travel.project_no_form   in (select max(erp_travel_cost.project_no)  from erp_travel_cost where erp_travel_cost.travel_no  = erp_travel.travel_no 
GROUP BY erp_travel_cost.bearer,erp_travel_cost.project_no 
)  and erp_travel.user_no = '00010413';

show WARNINGS;

看起来是in后为大表，但是效率也不低，于是打印出sql优化器优化之后的sql

/* select#1 */ select * from `test_bai`.`erp_travel` where <in_optimizer>(`test_bai`.`erp_travel`.`project_no_form`,<exists>(/* select#2 */ select 1 from `test_bai`.`erp_travel_cost` where ((`test_bai`.`erp_travel_cost`.`travel_no` = `test_bai`.`erp_travel`.`travel_no`) and (`test_bai`.`erp_travel_cost`.`creater` <> '00010413')) group by `test_bai`.`erp_travel_cost`.`bearer`,`test_bai`.`erp_travel_cost`.`project_no` having (<cache>(`test_bai`.`erp_travel`.`project_no_form`) = <ref_null_helper>(max(`test_bai`.`erp_travel_cost`.`project_no`)))))

发现in被优化成了exists，
经过本人测试在mysql5.7下。mysql对in的优化已经十分好了，在合适的情况分别转换为exists和内连接提示效率
因此，in 小表， exists 大表也是一个不准确的说法，最终还是要通过执行计划进行分析，但作为一规范还是没问题的。
也就是说，即使使用后了not in 子查询，如果被sql优化之后，还是会使用索引的，但是这种情况，not in 之后不是索引 是不使用缩影的

explain  select * from  erp_travel where  user_no not in( '00022139','0010413');

count查询优化

网上挺多资料说，要count(id)或者count(1)，不要count(*)，到底是不是这样呢?我们今天就来实践一下。

explain  select count(id) from erp_travel; -- 通过索引

explain  select count(*) from erp_travel; -- 通过索引

explain select count(1) from erp_travel; -- 通过索引

explain  select count(uuid) from erp_travel;  -- 全表

可以看出来除了 count 指定非索引字段，效果都是相同的

order by 和 group by 优化

排序和分组的优化其实是十分像的，本质是先排序后分组，遵循索引创建顺序的最左匹配原则。因此，这里以排序为例。
全字段排序（排序字段未使用索引）
- 什么时候使用全字段排序？

• 字段较少，数据量较小，排序可在内存中完成，Mysql 的大部分不走索引的排序都是使用 全字段排序完成的。
  - 全字段索引排序流程
• 初始化 sort_buffer，确定放入 name、city、age 这三个字段。
• 从索引 city 找到第一个满足 city='杭州’条件的主键 id。
• 到主键 id 索引取出整行，取 name、city、age 三个字段的值，存入 sort_buffer 中；
• 从索引 city 取下一个记录的主键 id；
• 重复步骤 3、4 直到 city 的值不满足查询条件为止。
• 对 sort_buffer 中的数据按照字段 name 做快速排序；
• 按照排序结果取前 1000 行返回给客户端。

- 流程细节

• 整个的排序动作，可能在内存中完成，也可能需要使用外部排序，这取决于排序所需的内存和参数 sort_buffer_size。
• sort_buffer_size，就是 MySQL 为排序开辟的内存（sort_buffer）的大小。
• 如果要排序的数据量小于 sort_buffer_size，排序就在内存中完成。
• 但如果排序数据量太大，内存放不下，则不得不利用磁盘临时文件辅助排序。外部排序一般使用归并排序算法。
  rowid 排序（排序字段未使用索引）
  - 什么时候使用 rowid 排序？
• 在 全字段排序 中，只对原表的数据读了一遍，剩下的操作都是在 sort_buffer 和临时文件中执行的。
• 但是存在一个问题，如果查询要返回的字段很多，sort_buffer 放的字段数太多，这样内存里能够同时放下的行数很少，要分成很多个临时文件，排序的性能会很差。
• Mysql 认为 全字段排序代价太大，于是使用 rowid 算法排序。

- rowid 排序流程

• 初始化 sort_buffer，确定放入两个字段，即 name 和 id。
• 从索引 city 找到第一个满足 city='杭州’条件的主键 id。
• 到主键 id 索引取出整行，取 name、id 这两个字段，存入 sort_buffer 中。
• 从索引 city 取下一个记录的主键 id。
• 重复步骤 3、4 直到不满足 city='杭州’条件为止。
• 对 sort_buffer 中的数据按照字段 name 进行排序。
• 遍历排序结果，取前 1000 行，并按照** id 的值回到原表中取出 **city、name 和 age 三个字段返回给客户端。

- 流程细节

• 对比 全字段排序流程你会发现，rowid 排序多访问了一次表 的主键索引。
  全字段排序 对比 rowid 排序？
• 如果 MySQL 实在是担心排序内存太小，会影响排序效率，才会采用 rowid 排序算法，这样排序过程中一次可以排序更多行，但是需要再回到原表去取数据。
• 对于 InnoDB 表来说，rowid 排序会要求回表多造成磁盘读，因此不会被优先选择。
  排序字段加索引的优点
• 在排序字段有索引的情况下，查询过程不需要临时表，也不需要排序。
• 同时，也不会扫描全部符合条件的行数，而是找到适合条件既会返回数据。
  其他在排序中中需要注意的。
  - 无条件查询如果只有order by create_time,即便create_time上有索引,也不会使用到。
• 因为优化器认为走二级索引再去回表成本比全表扫描排序更高。所以选择走全表扫描,然后根据老师讲的两种方式选择一种来排序

- 无条件查询但是是order by create_time limit m.如果m值较小,是可以走索引的.

• 因为优化器认为根据索引有序性去回表查数据,然后得到m条数据,就可以终止循环,那么成本比全表扫描小,则选择走二级索引。
• 即便没有二级索引,mysql针对order by limit也做了优化,采用堆排序。

索引覆盖

explain select  travel_no from erp_travel where travel_no not like '%sai%';



explain select user_no,user_name,creater from  erp_travel where user_name not like '%sai%';

索引覆盖查询结果，那么看起来是是索引失效的情况，实际上也会使用索引

为什么建议主键自增

如果此时再插入一条主键值为 9 的记录，那它插入的位置就如下图：

可这个数据页已经满了，再插进来咋办呢？我们需要把当前 页面分裂 成两个页面，把本页中的一些记录移动到新创建的这个页中。页面分裂和记录移位意味着什么？意味着： 性能损耗 ！所以如果我们想尽量 避免这样无谓的性能损耗，最好让插入的记录的 主键值依次递增 ，这样就不会发生这样的性能损耗了。
所以我们建议：让主键具有 AUTO_INCREMENT ，让存储引擎自己为表生成主键，
在插入记录时存储引擎会自动为我们填入自增的主键值。这样的主键占用空间小，顺序写入，减少页分裂。

索引失效

1. like 以%开头，索引无效；当like前缀没有%，后缀有%时，索引有效。

原因也很简单 索引的B+树按照索引的值排序，而字符串 又是根据前缀权重大排序的 例如 字符串 “12” 小于 字符串 “2”也因此 如果模糊查询，%不在前面还是可以使用到索引的。

explain  select * from  erp_travel where travel_reason like '测试%商%'

2. or语句前后没有同时使用索引。

explain  select * from  erp_travel where travel_reason like '测试%商%' or user_no= '00022139'

如果or两边都有索引，那么会分别走对应索引，然后合并在一起，type为index_merge
如果有一个不是索引，直接全表，就没必要再单走一个索引了

explain  select * from  erp_travel where travel_reason like '测试%商%' or creater= '00022139'

3. 组合索引，不是使用第一列索引，索引失效。

联合索引user_no, user_name, creater

explain  select * from  erp_travel where creater = '00022139' and user_no= '00022139'

explain select * from erp_travel where creater = ‘00022139’ and user_no= ‘00022139’
可见，对于联合索引 并不要求写的顺序符合最左前缀匹配，但是使用索引的只决定了使用联合索引的长度

4. 如果列类型是字符串，那一定要在条件中将数据使用引号引用起来，否则不使用索引

explain  select * from  erp_travel where  user_no= 00022139

5. 在索引列上使用 IS NULL 或 IS NOT NULL操作（未必失效）

索引是不索引空值的，所以这样的操作不能使用索引，可以用其他的办法处理，例如：数字类型，判断大于0，字符串类型设置一个默认值，判断是否等于默认值即可。（此处是错误的说法！）
试验

explain  select * from  erp_travel where  user_no is null  -- 走索引

由此可发现有使用到索引
总结：在索引列上使用 IS NULL 或 IS NOT NULL操作，索引不一定失效！！！

6. 在索引字段上使用not，<>，!=。

不等于操作符是永远不会用到索引的，因此对它的处理只会产生全表扫描。 优化方法： key<>0 改为 key>0 or key<0（很愚蠢的办法，还不如全表扫描）。

explain  select * from  erp_travel where  user_no > '00022139' -- 走索引

explain  select * from  erp_travel where  user_no > '00022139' or  user_no < '00022139' -- 不走索引

explain  select * from  erp_travel where  user_no != '00022139' -- 不走索引

7. 对索引字段进行计算操作、字段上使用函数。（索引为 emp(ename,empno,sal)）

explain  select max(create_time) from  erp_travel where  user_no like  CONCAT('000122','%') --函数不在索引上还能走索引
explain  select max(create_time) from  erp_travel where  left(user_no ,2) ='00'--不走索引

8. 当全表扫描速度比索引速度快时，mysql会使用全表扫描，此时索引失效。

如果mysql估计使用全表扫描要比使用索引快,则不使用索引

9. 分页不走索引

分页查询，系统十分常见的查询，建议大家学习完后，赶紧看下自己负责的分页功能是否走索引了，或者是否走了索引但是还能优化。以下，看例子来说一些优化手段。

select * from employees limit 10000, 10;

直接查询，不走索引

explain select * from erp_travel order by travel_no limit 10000, 10; --二级索引不走索引
explain select * from erp_travel order by id limit 10000, 10; -- 主键 走索引。。
explain select * from erp_travel order by travel_no limit 10; --走索引

sql优化器认为 二级索引回表的速度不如直接全表io效率高，实际上，索引占用内存小，在limit数据量大的情况下，不仅减少io次数，还能节省内存，可见，sql优化器并不一定是对的
来看网上的分页优化办法

explain select e.* from erp_travel e inner join (select id from erp_travel order by `travel_no` desc limit 10000, 10) t on t.id = e.id;

这个思路非常有意思，利用索引本身存储 id，一页可以存储很多数据，减少了io次数，limit获取的而数据也节省了很多内存，这样limit就节省了很多内存，提升limit的效率，然后，取出主键，再用主键连接erp_travel，这样查聚簇索引的叶子节点，只查了10条。大大减少了io次数，在数据量大时效果十分明显

前面说了，**sql优化器并不一定是对的，**强制指定索引可以提升查询效率

select * from app_user_copy1 force index(`key`)  order by app_user_copy1.key desc limit 100000, 10;

如何建索引

老生常谈的东西了，面试也经常问，这里就做个总结。

对于如何建索引这个问题，我个人觉得应该从以下几个角度思考：

什么场景要建索引
应该挑选哪些字段建索引，字段的大小，字段的类型
索引的数量

什么场景要建索引

高频查询，且数据较多，能够通过索引筛选较多数据
表关联
统计，排序，分组聚合

应该挑选哪些字段建索引，字段的大小，字段的类型

高频查询，更新低频，并且可以过滤较多数据的字段
用于表关联的关联字段
用于排序，分组，统计等等的字段
作为建索引的字段尽量小，可以降低树的高度，具体规则看下面的阿里规范

索引的数量

索引的数量要尽量的少。

因为索引是会占空间的;
记录更新数据库记录时，是有维护索引的成本的，数量越多，维护成本越高;
一张表索引过多，当一个条件发现多个索引都生效时，优化器一般会挑选性能最好的那个索引来用，数量多，优化器的挑选的成本也会上升。

尽量不要在过滤数据不多的字段建立索引，如：性别。

where 与 order by 冲突时，优先处理 where。