Mysql性能优化教程

数据索引的存储是有序的

在有序的情况下，通过索引查询一个数据是无需遍历索引记录的

极端情况下，数据索引的查询效率为二分法查询效率，趋近于 log2(N)

如何理解数据索引的结构

数据索引通常默认采用btree索引，（内存表也使用了hash索引）。

单一有序排序序列是查找效率最高的（二分查找，或者说折半查找），使用树形索引的目的是为了达到快速的更新和增删操作。

在极端情况下（比如数据查询需求量非常大，而数据更新需求极少，实时性要求不高，数据规模有限），直接使用单一排序序列，折半查找速度最快。

实战范例 ： ip地址反查

资源： Ip地址对应表，源数据格式为  startip, endip, area

源数据条数为 10万条左右，呈很大的分散性

目标：    需要通过任意ip查询该ip所属地区

性能要求达到每秒1000次以上的查询效率

挑战：    如使用 between … and 数据库操作，无法有效使用索引。

如果每次查询请求需要遍历10万条记录，根本不行。

方法：    一次性排序（只在数据准备中进行，数据可存储在内存序列）

              折半查找（每次请求以折半查找方式进行）

在进行索引分析和SQL优化时，可以将数据索引字段想象为单一有序序列，并以此作为分析的基础。

实战范例：复合索引查询优化实战，同城异性列表

资源： 用户表user，字段 sex性别；area 地区；lastlogin 最后登录时间；其他略

目标： 查找同一地区的异性，按照最后登录时间逆序

          高访问量社区的高频查询，如何优化。

              查询SQL: select * from user where area=’$area’ and sex=’$sex’ order by lastlogin desc limit 0,30;

挑战：    建立复合索引并不难， area+sex+lastlogin 三个字段的复合索引,如何理解？

              首先，忘掉btree，将索引字段理解为一个排序序列。

              如果只使用area会怎样？搜索会把符合area的结果全部找出来，然后在这里面遍历，选择命中sex的并排序。 遍历所有 area=’$area’数据！

              如果使用了area+sex，略好，仍然要遍历所有area=’$area’ and sex=’$sex’数据，然后在这个基础上排序！！

              Area+sex+lastlogin复合索引时（切记lastlogin在最后），该索引基于area+sex+lastlogin 三个字段合并的结果排序，该列表可以想象如下。

              广州女$时间1

              广州女$时间2

              广州女$时间3

              …

              广州男

….

              深圳女

….

数据库很容易命中到 area+sex的边界，并且基于下边界向上追溯30条记录，搞定！在索引中迅速命中所有结果，无需二次遍历！

如何理解影响结果集

影响结果集是数据查询优化的一个重要中间数据

查询条件与索引的关系决定影响结果集

如上例所示，即便查询用到了索引，但是如果查询和排序目标不能直接在索引中命中，其可能带来较多的影响结果。而这会直接影响到查询效率

微秒级优化

优化查询不能只看慢查询日志，常规来说，0.01秒以上的查询，都是不够优化的。

实战范例

和上案例类似，某游戏社区要显示用户动态，select * from userfeed where uid=$uid order by lastlogin desc limit 0,30;   初期默认以uid为索引字段， 查询为命中所有uid=$uid的结果按照lastlogin排序。 当用户行为非常频繁时，该SQL索引命中影响结果集有数百乃至数千条记录。查询效率超过0.01秒，并发较大时数据库压力较大。

解决方案：将索引改为 uid+lastlogin 复合索引，索引直接命中影响结果集30条，查询效率提高了10倍，平均在0.001秒，数据库压力骤降。

影响结果集的常见误区

影响结果集并不是说数据查询出来的结果数或操作影响的结果数，而是查询条件的索引所命中的结果数。

实战范例

某游戏数据库使用了innodb，innodb是行级锁，理论上很少存在锁表情况。出现了一个SQL语句(delete from tabname where xid=…)，这个SQL非常用SQL，仅在特定情况下出现，每天出现频繁度不高（一天仅10次左右），数据表容量百万级，但是这个xid未建立索引，于是悲惨的事情发生了，当执行这条delete 的时候，真正删除的记录非常少，也许一到两条，也许一条都没有；但是！由于这个xid未建立索引，delete操作时遍历全表记录，全表被delete操作锁定，select操作全部被locked，由于百万条记录遍历时间较长，期间大量select被阻塞，数据库连接过多崩溃。

这种非高发请求，操作目标很少的SQL，因未使用索引，连带导致整个数据库的查询阻塞，需要极大提高警觉。

总结：

影响结果集是搜索条件索引命中的结果集，而非输出和操作的结果集。

影响结果集越趋近于实际输出或操作的目标结果集，索引效率越高。

请注意，我这里永远不会讲关于外键和join的优化，因为在我们的体系里，这是根本不允许的！ 架构优化部分会解释为什么。

理解执行状态

常见分析手段

慢查询日志，关注重点如下

是否锁定，及锁定时间

如存在锁定，则该慢查询通常是因锁定因素导致，本身无需优化，需解决锁定问题。

影响结果集

如影响结果集较大，显然是索引项命中存在问题，需要认真对待。

Explain 操作

索引项使用

不建议用using index做强制索引，如未如预期使用索引，建议重新斟酌表结构和索引设置。

影响结果集

这里显示的数字不一定准确，结合之前提到对数据索引的理解来看，还记得嘛？就把索引当作有序序列来理解，反思SQL。

Set profiling , show profiles for query操作

执行开销

注意，有问题的SQL如果重复执行，可能在缓存里，这时要注意避免缓存影响。通过这里可以看到。

执行时间超过0.005秒的频繁操作SQL建议都分析一下。

深入理解数据库执行的过程和开销的分布

Show processlist

状态清单

Sleep 状态， 通常代表资源未释放，如果是通过连接池，sleep状态应该恒定在一定数量范围内

实战范例： 因前端数据输出时（特别是输出到用户终端）未及时关闭数据库连接，导致因网络连接速度产生大量sleep连接，在网速出现异常时，数据库 too many connections 挂死。

简单解读，数据查询和执行通常只需要不到0.01秒，而网络输出通常需要1秒左右甚至更长，原本数据连接在0.01秒即可释放，但是因为前端程序未执行close操作，直接输出结果，那么在结果未展现在用户桌面前，该数据库连接一直维持在sleep状态！

Waiting for net, reading from net, writing to net

偶尔出现无妨

如大量出现，迅速检查数据库到前端的网络连接状态和流量

案例: 因外挂程序，内网数据库大量读取，内网使用的百兆交换迅速爆满，导致大量连接阻塞在waiting for net，数据库连接过多崩溃

Locked状态

有更新操作锁定

通常使用innodb可以很好的减少locked状态的产生，但是切记，更新操作要正确使用索引，即便是低频次更新操作也不能疏忽。如上影响结果集范例所示。

在myisam的时代，locked是很多高并发应用的噩梦。所以mysql官方也开始倾向于推荐innodb。

Copy to tmp table

索引及现有结构无法涵盖查询条件，才会建立一个临时表来满足查询要求，产生巨大的恐怖的i/o压力。

很可怕的搜索语句会导致这样的情况，如果是数据分析，或者半夜的周期数据清理任务，偶尔出现，可以允许。频繁出现务必优化之。

Copy to tmp table 通常与连表查询有关，建议逐渐习惯不使用连表查询。

实战范例：

某社区数据库阻塞，求救，经查，其服务器存在多个数据库应用和网站，其中一个不常用的小网站数据库产生了一个恐怖的copy to tmp table 操作，导致整个硬盘i/o和cpu压力超载。Kill掉该操作一切恢复。

Sending data

Sending data 并不是发送数据，别被这个名字所欺骗，这是从物理磁盘获取数据的进程，如果你的影响结果集较多，那么就需要从不同的磁盘碎片去抽取数据，

偶尔出现该状态连接无碍。

回到上面影响结果集的问题，一般而言，如果sending data连接过多，通常是某查询的影响结果集过大，也就是查询的索引项不够优化。

如果出现大量相似的SQL语句出现在show proesslist列表中，并且都处于sending data状态，优化查询索引，记住用影响结果集的思路去思考。

Freeing items

理论上这玩意不会出现很多。偶尔出现无碍

如果大量出现，内存，硬盘可能已经出现问题。比如硬盘满或损坏。

Sorting for …

和Sending data类似，结果集过大，排序条件没有索引化，需要在内存里排序，甚至需要创建临时结构排序。

其他

还有很多状态，遇到了，去查查资料。基本上我们遇到其他状态的阻塞较少，所以不关心。

分析流程

基本流程

详细了解问题状况

Too many connections 是常见表象，有很多种原因。

索引损坏的情况在innodb情况下很少出现。

如出现其他情况应追溯日志和错误信息。

了解基本负载状况和运营状况

基本运营状况

当前每秒读请求

当前每秒写请求

当前在线用户

当前数据容量

基本负载情况

学会使用这些指令

Top

Vmstat

uptime

iostat

df

Cpu负载构成

特别关注i/o压力( wa%)

多核负载分配

内存占用

Swap分区是否被侵占

如Swap分区被侵占，物理内存是否较多空闲

磁盘状态

硬盘满和inode节点满的情况要迅速定位和迅速处理