MySQL 慢查询优化案例

一、慢查询优化基本步骤

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【1】先运行看看是否真的很慢，注意设置SQL_NO_CACHE（查询时不使用缓存）；
【2】where条件单表查，锁定最小返回记录表。这句话的意思是把查询语句的 where都应用到表中返回的记录数最小的表开始查起，单表每个字段分别查询，看哪个字段的区分度最高；
【3】explain查看执行计划，是否与2预期一致（从锁定记录较少的表开始查询）；
【4】order by limit 形式的 sql语句让排序的表优先查；
【5】了解业务方使用场景；
【6】加索引时参照建索引的几大原则；
【7】观察结果，不符合预期继续从1分析；

二、几个慢查询案例

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下面几个例子详细解释了如何分析和优化慢查询

1、复杂语句写法

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很多情况下，我们写 SQL只是为了实现功能，这只是第一步，不同的语句书写方式对于效率往往有本质的差别，这要求我们对 mysql的执行计划和索引原则有非常清楚的认识，请看下面的语句：

 1 select
 2    distinct cert.emp_id
 3 from
 4    cm_log cl
 5 inner join
 6    (
 7       select
 8          emp.id as emp_id,
 9          emp_cert.id as cert_id
10       from
11          employee emp
12       left join
13          emp_certificate emp_cert
14             on emp.id = emp_cert.emp_id
15       where
16          emp.is_deleted=0
17    ) cert
18       on (
19          cl.ref_table='Employee'
20          and cl.ref_oid= cert.emp_id
21       )
22       or (
23          cl.ref_table='EmpCertificate'
24          and cl.ref_oid= cert.cert_id
25       )
26 where
27    cl.last_upd_date >='2013-11-07 15:03:00'
28    and cl.last_upd_date<='2013-11-08 16:00:00';

【1】先运行一下，53条记录 1.87秒，又没有用聚合语句，比较慢

53 rows in set (1.87 sec)

【2】explain

+----+-------------+------------+-------+---------------------------------+-----------------------+---------+-------------------+-------+--------------------------------+
| id | select_type | table      | type  | possible_keys                   | key                   | key_len | ref               | rows  | Extra                          |
+----+-------------+------------+-------+---------------------------------+-----------------------+---------+-------------------+-------+--------------------------------+
|  1 | PRIMARY     | cl         | range | cm_log_cls_id,idx_last_upd_date | idx_last_upd_date     | 8       | NULL              |   379 | Using where; Using temporary   |
|  1 | PRIMARY     | <derived2> | ALL   | NULL                            | NULL                  | NULL    | NULL              | 63727 | Using where; Using join buffer |
|  2 | DERIVED     | emp        | ALL   | NULL                            | NULL                  | NULL    | NULL              | 13317 | Using where                    |
|  2 | DERIVED     | emp_cert   | ref   | emp_certificate_empid           | emp_certificate_empid | 4       | meituanorg.emp.id |     1 | Using index                    |
+----+-------------+------------+-------+---------------------------------+-----------------------+---------+-------------------+-------+--------------------------------+

简述一下执行计划，首先 mysql根据 idx_last_upd_date索引扫描 cm_log表获得379条记录；然后查表扫描了63727条记录，分为两部分，derived[衍生的]表示构造表，也就是不存在的表，可以简单理解成是一个语句形成的结果集，后面的数字表示语句的ID。derived2表示的是ID = 2的查询构造了虚拟表，并且返回了 63727条记录。我们再来看看ID = 2的语句究竟做了写什么返回了这么大量的数据，首先全表扫描 employee表 13317条记录，然后根据索引 emp_certificate_empid关联 emp_certificate表，rows = 1表示，每个关联都只锁定了一条记录，效率比较高。获得后，再和 cm_log的 379条记录根据规则关联。从执行过程上可以看出返回了太多的数据，返回的数据绝大部分 cm_log都用不到，因为 cm_log只锁定了379条记录。

如何优化呢？可以看到我们在运行完后还是要和 cm_log做 join，那么我们能不能运行之前和 cm_log做 join呢？仔细分析语句不难发现，其基本思想是如果 cm_log的 ref_table是 EmpCertificate就关联 emp_certificate表，如果ref_table是 Employee就关联 employee表，我们完全可以拆成两部分，并用 union连接起来，注意这里用union，而不用 union all是因为原语句有“distinct”来得到唯一的记录，而 union恰好具备了这种功能。如果原语句中没有 distinct不需要去重，我们就可以直接使用 union all了，因为使用union需要去重的动作，会影响SQL性能。

优化过的语句如下：

 1 select
 2    emp.id
 3 from
 4    cm_log cl
 5 inner join
 6    employee emp
 7       on cl.ref_table = 'Employee'
 8       and cl.ref_oid = emp.id
 9 where
10    cl.last_upd_date >='2013-11-07 15:03:00'
11    and cl.last_upd_date<='2013-11-08 16:00:00'
12    and emp.is_deleted = 0
13 union
14 select
15    emp.id
16 from
17    cm_log cl
18 inner join
19    emp_certificate ec
20       on cl.ref_table = 'EmpCertificate'
21       and cl.ref_oid = ec.id
22 inner join
23    employee emp
24       on emp.id = ec.emp_id
25 where
26    cl.last_upd_date >='2013-11-07 15:03:00'
27    and cl.last_upd_date<='2013-11-08 16:00:00'
28    and emp.is_deleted = 0

【3】不需要了解业务场景，只需要改造的语句和改造之前的语句保持结果一致；
【4】现有索引可以满足，不需要建索引；
【5】用改造后的语句实验一下，只需要10ms 降低了近200倍！

+----+--------------+------------+--------+---------------------------------+-------------------+---------+-----------------------+------+-------------+
| id | select_type  | table      | type   | possible_keys                   | key               | key_len | ref                   | rows | Extra       |
+----+--------------+------------+--------+---------------------------------+-------------------+---------+-----------------------+------+-------------+
|  1 | PRIMARY      | cl         | range  | cm_log_cls_id,idx_last_upd_date | idx_last_upd_date | 8       | NULL                  |  379 | Using where |
|  1 | PRIMARY      | emp        | eq_ref | PRIMARY                         | PRIMARY           | 4       | meituanorg.cl.ref_oid |    1 | Using where |
|  2 | UNION        | cl         | range  | cm_log_cls_id,idx_last_upd_date | idx_last_upd_date | 8       | NULL                  |  379 | Using where |
|  2 | UNION        | ec         | eq_ref | PRIMARY,emp_certificate_empid   | PRIMARY           | 4       | meituanorg.cl.ref_oid |    1 |             |
|  2 | UNION        | emp        | eq_ref | PRIMARY                         | PRIMARY           | 4       | meituanorg.ec.emp_id  |    1 | Using where |
| NULL | UNION RESULT | <union1,2> | ALL    | NULL                            | NULL              | NULL    | NULL                  | NULL |             |
+----+--------------+------------+--------+---------------------------------+-------------------+---------+-----------------------+------+-------------+
53 rows in set (0.01 sec)

2、明确应用场景

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举这个例子的目的在于颠覆我们对列的区分度的认知，一般上我们认为区分度越高的列，越容易锁定更少的记录，但在一些特殊的情况下，这种理论是有局限性的。

 1 select
 2    *
 3 from
 4    stage_poi sp
 5 where
 6    sp.accurate_result=1
 7    and (
 8       sp.sync_status=0
 9       or sp.sync_status=2
10       or sp.sync_status=4
11    );

【1】先看看运行多长时间，951条数据6.22秒，真的很慢。

951 rows in set (6.22 sec)

【2】先explain，rows达到了361万，type = ALL表明是全表扫描。

+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+---------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows    | Extra       |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+---------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | sp    | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL | 3613155 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+---------+-------------+

【3】所有字段都应用查询返回记录数，因为是单表查询 1已经做过了951条。
【4】让 explain的 rows 尽量逼近951。
【5】看一下 accurate_result = 1的记录数：

select count(*),accurate_result from stage_poi  group by accurate_result;
+----------+-----------------+
| count(*) | accurate_result |
+----------+-----------------+
|     1023 |              -1 |
|  2114655 |               0 |
|   972815 |               1 |
+----------+-----------------+

【6】我们看到 accurate_result这个字段的区分度非常低，整个表只有-1,0,1三个值，加上索引也无法锁定特别少量的数据。
【7】再看一下 sync_status字段的情况：

select count(*),sync_status from stage_poi  group by sync_status;
+----------+-------------+
| count(*) | sync_status |
+----------+-------------+
|     3080 |           0 |
|  3085413 |           3 |
+----------+-------------+

【8】同样的区分度也很低，根据理论，也不适合建立索引。
【9】问题分析到这，好像得出了这个表无法优化的结论，两个列的区分度都很低，即便加上索引也只能适应这种情况，很难做普遍性的优化，比如当 sync_status 0、3分布的很平均，那么锁定记录也是百万级别的。
【10】找业务方去沟通，看看使用场景。业务方是这么来使用这个SQL语句的，每隔五分钟会扫描符合条件的数据，处理完成后把 sync_status这个字段变成1，五分钟符合条件的记录数并不会太多，1000个左右。了解了业务方的使用场景后，优化这个 SQL就变得简单了，因为业务方保证了数据的不平衡，如果加上索引可以过滤掉绝大部分不需要的数据。
【11】根据建立索引规则，使用如下语句建立索引

alter table stage_poi add index idx_acc_status(accurate_result,sync_status);

【12】观察预期结果,发现只需要200ms，快了30多倍。

952 rows in set (0.20 sec)

我们再来回顾一下分析问题的过程，单表查询相对来说比较好优化，大部分时候只需要把 where条件里面的字段依照规则加上索引就好，如果只是这种“无脑”优化的话，显然一些区分度非常低的列，不应该加索引的列也会被加上索引，这样会对插入、更新性能造成严重的影响，同时也有可能影响其它的查询语句。所以我们调查 SQL的使用场景非常关键，我们只有知道这个业务场景，才能更好地辅助我们更好的分析和优化查询语句。

3、无法优化的语句

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 1 select
 2    c.id,
 3    c.name,
 4    c.position,
 5    c.sex,
 6    c.phone,
 7    c.office_phone,
 8    c.feature_info,
 9    c.birthday,
10    c.creator_id,
11    c.is_keyperson,
12    c.giveup_reason,
13    c.status,
14    c.data_source,
15    from_unixtime(c.created_time) as created_time,
16    from_unixtime(c.last_modified) as last_modified,
17    c.last_modified_user_id
18 from
19    contact c
20 inner join
21    contact_branch cb
22       on  c.id = cb.contact_id
23 inner join
24    branch_user bu
25       on  cb.branch_id = bu.branch_id
26       and bu.status in (
27          1,
28       2)
29    inner join
30       org_emp_info oei
31          on  oei.data_id = bu.user_id
32          and oei.node_left >= 2875
33          and oei.node_right <= 10802
34          and oei.org_category = - 1
35    order by
36       c.created_time desc  limit 0 ,
37       10;

先看语句运行多长时间，10条记录用了13秒，已经不可忍受。

10 rows in set (13.06 sec)

执行 explain

+----+-------------+-------+--------+-------------------------------------+-------------------------+---------+--------------------------+------+----------------------------------------------+
| id | select_type | table | type   | possible_keys                       | key                     | key_len | ref                      | rows | Extra                                        |
+----+-------------+-------+--------+-------------------------------------+-------------------------+---------+--------------------------+------+----------------------------------------------+
|  1 | SIMPLE      | oei   | ref    | idx_category_left_right,idx_data_id | idx_category_left_right | 5       | const                    | 8849 | Using where; Using temporary; Using filesort |
|  1 | SIMPLE      | bu    | ref    | PRIMARY,idx_userid_status           | idx_userid_status       | 4       | meituancrm.oei.data_id   |   76 | Using where; Using index                     |
|  1 | SIMPLE      | cb    | ref    | idx_branch_id,idx_contact_branch_id | idx_branch_id           | 4       | meituancrm.bu.branch_id  |    1 |                                              |
|  1 | SIMPLE      | c     | eq_ref | PRIMARY                             | PRIMARY                 | 108     | meituancrm.cb.contact_id |    1 |                                              |
+----+-------------+-------+--------+-------------------------------------+-------------------------+---------+--------------------------+------+----------------------------------------------+

从执行计划上看，mysql先查 org_emp_info表扫描 8849记录，再用索引 idx_userid_status关联 branch_user表，再用索引 idx_branch_id关联 contact_branch表，最后主键关联 contact表。rows返回的都非常少，看不到有什么异常情况。我们在看一下语句，发现后面有 order by + limit组合，会不会是排序量太大搞的？于是我们简化SQL，去掉后面的 order by 和 limit，看看到底用了多少记录来排序。

 1 select
 2   count(*)
 3 from
 4    contact c
 5 inner join
 6    contact_branch cb
 7       on  c.id = cb.contact_id
 8 inner join
 9    branch_user bu
10       on  cb.branch_id = bu.branch_id
11       and bu.status in (
12          1,
13       2)
14    inner join
15       org_emp_info oei
16          on  oei.data_id = bu.user_id
17          and oei.node_left >= 2875
18          and oei.node_right <= 10802
19          and oei.org_category = - 1
20 +----------+
21 | count(*) |
22 +----------+
23 |   778878 |
24 +----------+
25 1 row in set (5.19 sec)

发现排序之前居然锁定了778878条记录，如果针对70万的结果集排序，将是灾难性的，怪不得这么慢，那我们能不能换个思路，先根据 contact的 created_time排序，再来 join会不会比较快呢？于是改造成下面的语句，也可以用 straight_join来优化：

select
   c.id,
   c.name,
   c.position,
   c.sex,
   c.phone,
   c.office_phone,
   c.feature_info,
   c.birthday,
   c.creator_id,
   c.is_keyperson,
   c.giveup_reason,
   c.status,
   c.data_source,
   from_unixtime(c.created_time) as created_time,
   from_unixtime(c.last_modified) as last_modified,
   c.last_modified_user_id
from
   contact c
where
   exists (
      select
         1
      from
         contact_branch cb
      inner join
         branch_user bu
            on  cb.branch_id = bu.branch_id
            and bu.status in (
               1,
            2)
         inner join
            org_emp_info oei
               on  oei.data_id = bu.user_id
               and oei.node_left >= 2875
               and oei.node_right <= 10802
               and oei.org_category = - 1
         where
            c.id = cb.contact_id
      )
   order by
      c.created_time desc  limit 0 ,
      10;

验证一下效果 预计在1ms内，提升了13000多倍！

10 rows in set (0.00 sec)

本以为至此大工告成，但我们在前面的分析中漏了一个细节，先排序再 join和先 join再排序理论上开销是一样的，为何提升这么多是因为有一个limit！大致执行过程是：mysql先按索引排序得到前10条记录，然后再去 join过滤，当发现不够10条的时候，再次去10条，再次join，这显然在内层 join过滤的数据非常多的时候，将是灾难的，极端情况，内层一条数据都找不到，mysql还傻乎乎的每次取10条，几乎遍历了这个数据表！用不同参数的 SQL试验下：

select
   sql_no_cache   c.id,
   c.name,
   c.position,
   c.sex,
   c.phone,
   c.office_phone,
   c.feature_info,
   c.birthday,
   c.creator_id,
   c.is_keyperson,
   c.giveup_reason,
   c.status,
   c.data_source,
   from_unixtime(c.created_time) as created_time,
   from_unixtime(c.last_modified) as last_modified,
   c.last_modified_user_id
from
   contact c
where
   exists (
      select
         1
      from
         contact_branch cb
      inner join
         branch_user bu
            on  cb.branch_id = bu.branch_id
            and bu.status in (
               1,
            2)
         inner join
            org_emp_info oei
               on  oei.data_id = bu.user_id
               and oei.node_left >= 2875
               and oei.node_right <= 2875
               and oei.org_category = - 1
         where
            c.id = cb.contact_id
      )
   order by
      c.created_time desc  limit 0 ,
      10;
Empty set (2 min 18.99 sec)

2 min 18.99 sec！比之前的情况还糟糕很多。由于 mysql的 nested loop机制，遇到这种情况，基本是无法优化的。这条语句最终也只能交给应用系统去优化自己的逻辑了。

通过这个例子我们可以看到，并不是所有语句都能优化，而往往我们优化时，由于 SQL用例回归时落掉一些极端情况，会造成比原来还严重的后果。所以，第一：不要指望所有语句都能通过SQL优化，第二：不要过于自信，只针对具体 case来优化，而忽略了更复杂的情况。

慢查询的案例就分析到这儿，以上只是一些比较典型的案例。我们在优化过程中遇到过超过1000行，涉及到16个表 join的“垃圾SQL”，也遇到过线上线下数据库差异导致应用直接被慢查询拖死，也遇到过 varchar等值比较没有写单引号，还遇到过笛卡尔积查询直接把从库搞死。再多的案例其实也只是一些经验的积累，如果我们熟悉查询优化器、索引的内部原理，那么分析这些案例就变得特别简单了。

任何数据库层面的优化都抵不上应用系统的优化，同样是MySQL，可以用来支撑Google/FaceBook/Taobao应用，但可能连你的个人网站都撑不住。套用最近比较流行的话：“查询容易，优化不易，且写且珍惜！”