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在日常的数据库运维中我们可能会遇到一些看似难以理解的现象。比如两个SQL查询语句仅仅在ORDER BY子句上略有不同却造成了性能的天壤之别——一个飞速完成一个则让数据库崩溃。今天就让我们围绕这个问题深入剖析MySQL的查询优化机制。
Q1 - 能否自我介绍下
嗨大家好我是 小 明 小明java问道之路互联网大厂后端研发专家2022博客之星TOP3/博客专家/CSDN后端内容合伙人、InfoQ(极客时间)签约作者、阿里云签约博主、全网5万粉丝博主。
一个8年开发经验的老兵专注于面试/后端/源码/架构/算法擅长面试高安全/可用/并发/性能的架构设计与演进、系统优化与稳定性建设。
Q2 - 出现 Using filesort 问题分析 我们拿到两条SQL语句第一条查询语句是WHERE time 2023-12-21 00:00:00 ORDER BY time ASC“第二条查询语句是WHERE time 2023-12-21 00:00:00 ORDER BY id ASC“。 通过EXPLAIN命令对两条SQL进行分析后发现在使用id作为排序字段时MySQL使用了Using filesort 操作但是在使用time作为排序字段时却没有 Using filesort。而我们知道Using filesort通常代表着磁盘排序相较于内存排序它的性能开销要大很多。
那么问题来了既然id是主键应该有更好的性能为什么会导致 Using filesort 的出现呢
Q3 - 问题原因是什么
在我们的例子中假设time字段的值是递增的并且与id的增长趋势大致一致。那么在执行类似WHERE time 2023-12-21 00:00:00 ORDER BY time ASC的查询时MySQL可以通过time索引找到满足条件的第一个记录然后顺序扫描后面的记录直到没有满足WHERE条件的记录为止。
在这个过程中由于已经按照time字段的顺序读取记录所以不需要额外的排序操作。
但当我们改为WHERE time 2023-12-21 00:00:00 ORDER BY id ASC时就不能保证按id的顺序读取记录了。
因为虽然两个字段都是递增的但并不能确保每个time值对应的id也是按顺序排列的。此时MySQL查询优化器可能会选择扫描所有满足条件的记录并把它们加载进入一个临时表进行排序这样就产生了 Using filesort。
Q4 - MySQL索引与查询优化器
MySQL的索引可以提高查询速度因为它们使得MySQL可以找到记录而无需扫描整个表。然而索引并非万能的它也会带来存储和管理的开销。所以当MySQL选择执行计划时会基于众多因素来考虑是否使用索引、使用哪种索引以及如何使用索引。
NULL值和数据分布及唯一性都可以影响MySQL索引的使用效果。除此之外MySQL的查询优化器还会根据查询条件和排序规则选择最佳的索引进行操作。这就可能出现我们现在这个情况即使id是主键但如果在使用id进行排序时不能有效利用索引也可能产生 Using filesort 操作。 Q5 - 解决方案是什么
如果我们经常需要按照time和id排序的查询一种解决方案是创建联合索引time, id。这样即使按照id排序也能利用索引进行优化。因为对于联合索引来说MySQL可以在满足time过滤条件的情况下直接使用索引进行id的排序。可以尝试调整MySQL的sort_buffer_size参数。如果排序的数据量小于这个参数那么MySQL可能会选择内存排序而非 Using filesort。需要注意的是这个参数是每个连接独享的设置得过大可能会浪费内存资源。
总结
理解MySQL索引的使用规则和查询优化器的工作原理可以帮助我们更好地优化数据库性能解决实际问题。同时要明白没有最好的索引只有最合适的索引。我们需要根据业务需求和实际数据分布来选择和优化索引。
在本次的问题中我们通过理解索引、排序以及查询优化器的工作原理找出了导致问题的根源并提出了相应的解决方案。
充分体现了深入理解和掌握相关知识对于我们解决实际问题的重要性。
