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MySQL进阶之索引(1)索引结构分类语法和SQL性能分析

文章目录

  • 1.索引概述
    • 介绍
    • 演示
    • 特点
  • 2. 索引结构
    • 概述
    • 二叉树
    • B-Tree
    • B+Tree
    • Hash
  • 3. 索引分类
    • 索引分类
    • 聚集索引&二级索引
  • 4. 索引语法
    • 语法
    • 数据准备
    • 语法练习
  • 5.SQL性能分析
    • SQL执行频率
    • 慢查询日志
      • 慢查询日志是干什么的
      • 查看慢查询日志是否开启
      • 开启慢查询日志
      • 测试
    • profile详情
      • 为什么学profile详情
      • 是否支持profile操作
      • 查看是否开启profile操作
      • 开启profile操作
      • profile操作的使用
    • explain(常用)
      • 语法
      • 参数说明
      • 代码演示参数id和table
    • 代码演示参数type
    • possible_key和key和key_len
    • SQL性能分析语句总结
  • 未完待续...

索引很重要,在SQL优化时很多都是围绕着索引进行优化。

1.索引概述

介绍

索引(index)是帮助MySQL 高效获取数据的数据结构(有序) 。在数据之外,数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构,这些数据结构以某种方式引用(指向)数据, 这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法,这种数据结构就是索引。

一提到数据结构,大家就会想到B+Tree,红黑树,二叉树,B-Tree.大家都会有所担心,担心自己不能理解,跟不上节奏。不过在这里大家完全不用担心,可以只了解原理不写代码还是很容易的。

演示

表结构及其数据如下:
在这里插入图片描述
假如我们要执行的SQL语句为 : select * from user where age = 45;
1). 无索引情况:在无索引情况下,就需要从第一行开始扫描,一直扫描到最后一行,我们称之为 全表扫描,性能很低。
在这里插入图片描述
2). 有索引情况:如果我们针对于这张表建立了索引,假设索引结构就是二叉树,那么也就意味着,会对age这个字段建立一个二叉树的索引结构。首先找36,然后再找48 最后45。此时我们在进行查询时,只需要扫描三次就可以找到数据了,极大的提高的查询的效率。
在这里插入图片描述

备注: 这里我们只是假设索引的结构是二叉树,介绍一下索引的大概原理,只是一个示意图,并不是索引的真实结构,索引的真实结构,后面会详细介绍。

特点

优势劣势
提高数据检索的效率,降低数据库 的IO成本 (因为数据库存放在磁盘)索引列也是要占用空间的。
通过索引列对数据进行排序,降低 数据排序的成本,降低CPU的消耗。提高排序效率索引大大提高了查询效率,同时却也降低更新表的速度, 如对表进行INSERT、UPDATE、DELETE时,效率降低。

2. 索引结构

概述

在这里插入图片描述
MySQL的索引是在存储引擎层实现的,不同的存储引擎有不同的索引结构,主要包含以下几种:

索引结构描述
B+Tree索引 最常见的索引类型,大部分引擎都支持B+树索引
Hash索引底层数据结构是用哈希表实现的,只有精确匹配索引列的查询才有效,不 支持范围查询
R-tree(空间索 引 )空间索引是MyISAM引擎的一个特殊索引类型,主要用于地理空间数据类 型,通常使用较少
Full-text(全文 索引)是一种通过建立倒排索引,快速匹配文档的方式。类似于 Lucene,Solr,ES

上述是MySQL中所支持的所有的索引结构,接下来,我们再来看看不同的存储引擎对于索引结构的支持情况。

索引InnoDBMyISAMMemory
B+tree索引支持支持支持
Hash 索 引不支持不支持支持
R-tree 索 引不支持支持不支持
Full-text5.6版本之后支持支持不支持

注意:我们平常所说的索引,如果没有特别指明,都是指B+树结构组织的索引 。

二叉树

假如说MySQL的索引结构采用二叉树的数据结构,比较理想的结构如下:左右都排满,从小到大。
在这里插入图片描述
但是如果二叉树主键是顺序插入的,则会形成一个单向链表,结构如下:
在这里插入图片描述

所以,如果选择二叉树作为索引结构,会存在以下缺点:

  • 顺序插入时,会形成一个链表,查询性能大大降低。
  • 大数据量情况下,层级较深,检索速度慢。

此时大家可能会想到,我们可以选择红黑树,红黑树是一颗自平衡二叉树,那这样即使是顺序插入数据,最终形成的数据结构也是一颗平衡的二叉树,结构如下:
在这里插入图片描述

但是,即使如此,由于红黑树也是一颗二叉树,所以也会存在一个缺点:
大数据量情况下,层级较深,检索速度慢。

所以,在MySQL的索引结构中,并没有选择二叉树或者红黑树,而选择的是B+Tree,那么什么是B+Tree呢?在详解B+Tree之前,先来介绍一个B-Tree。

B-Tree

B-Tree,B树是一种多叉路衡查找树,相对于二叉树,B树每个节点可以有多个分支,即多叉。

以一颗最大度数(max-degree)为5(5阶)的b-tree为例,那这个B树每个节点最多存储4个key,5个指针:
在这里插入图片描述

知识小贴士: 树的度数指的是一个节点的子节点个数。
我们可以通过一个数据结构可视化的网站来简单演示一下。https://algo.hufeifei.cn/
在这里插入图片描述
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插入一组数据: 100 65 169 368 900 556 780 35 215 1200 234 888 158 90 1000 88 120 268 250 。然后观察一些数据插入过程中,节点的变化情况。
在这里插入图片描述
特点:

  • 5阶的B树,每一个节点最多存储4个key,对应5个指针。
  • 一旦节点存储的key数量到达5,就会裂变,中间元素向上分裂。
  • 在B树中,非叶子节点和叶子节点都会存放数据。

B+Tree

B+Tree是B-Tree的变种,我们以一颗最大度数(max-degree)为4(4阶)的b+tree为例,来看一下其结构示意图:
在这里插入图片描述
我们可以看到,两部分:

  • 绿色框框起来的部分,是索引部分,仅仅起到索引数据的作用,不存储数据。
  • 红色框框起来的部分,是数据存储部分,在其叶子节点中要存储具体的数据。

我们可以通过一个数据结构可视化的网站来简单演示一下。https://algo.hufeifei.cn/
在这里插入图片描述
插入一组数据: 100 65 169 368 900 556 780 35 215 1200 234 888 158 90 1000 88 120 268 250 。然后观察一些数据插入过程中,节点的变化情况。
在这里插入图片描述

最终我们看到,B+Tree 与 B-Tree相比,主要有以下三点区别:

  • 所有的数据都会出现在叶子节点。
  • 叶子节点形成一个单向链表。
  • 非叶子节点仅仅起到索引数据作用,具体的数据都是在叶子节点存放的。

上述我们所看到的结构是标准的B+Tree的数据结构,接下来,我们再来看看MySQL中优化之后的B+Tree。

MySQL索引数据结构对经典的B+Tree进行了优化。在原B+Tree的基础上,增加一个指向相邻叶子节点的链表指针,就形成了带有顺序指针的B+Tree,提高区间访问的性能,利于排序。

在这里插入图片描述
上面的图中的页就是我之前发的博客中的MySQL进阶之存储引擎
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Hash

MySQL中除了支持B+Tree索引,还支持一种索引类型—Hash索引。
1). 结构
哈希索引就是采用一定的hash算法,将键值换算成新的hash值,映射到对应的槽位上,然后存储在hash表中。

在这里插入图片描述

如果两个(或多个)键值,映射到一个相同的槽位上,他们就产生了hash冲突(也称为hash碰撞),可以通过链表来解决。
在这里插入图片描述

2). 特点
A. Hash索引只能用于对等比较(=,in),不支持范围查询(between,>,< ,…)
B. 无法利用索引完成排序操作
C. 查询效率高,通常(不存在hash冲突的情况)只需要一次检索就可以了,效率通常要高于B+tree索引

3). 存储引擎支持
在MySQL中,支持hash索引的是Memory存储引擎。 而InnoDB中具有自适应hash功能,hash索引是InnoDB存储引擎根据B+Tree索引在指定条件下自动构建的。

面试题: 为什么InnoDB存储引擎选择使用B+tree索引结构?
A. 相对于二叉树,层级更少,搜索效率高;
B. 对于B-tree,无论是叶子节点还是非叶子节点,都会保存数据,这样导致一页中存储
的键值减少,指针跟着减少,要同样保存大量数据,只能增加树的高度,导致性能降低;
C. 相对Hash索引,B+tree支持范围匹配及排序操作;

3. 索引分类

索引分类

在MySQL数据库,将索引的具体类型主要分为以下几类:主键索引、唯一索引、常规索引、全文索引。

分类含义特点关键字
主键 索 引针对于表中主键创建的索引默认自动创建,只能 有一个PRIMARY
唯一 索 引避免同一个表中某数据列中的值重复可以有多个UNIQUE
常规 索 引快速定位特定数据可以有多个
全文 索 引全文索引查找的是文本中的关键词,而不是比 较索引中的值可以有多个FULLTEXT

聚集索引&二级索引

而在InnoDB存储引擎中,根据索引的存储形式,又可以分为以下两种:

分类含义特点
聚集索引(Clustered Index)将数据存储与索引放到了一块,索引结构的叶子 节点保存了行数据必须有,而且只 有一个
二级索引(Secondary Index)(又叫做辅助索引,非聚集索引)将数据与索引分开存储,索引结构的叶子节点关 联的是对应的主键可以存在多个

聚集索引选取规则:

  • 如果存在主键,主键索引就是聚集索引。
  • 如果不存在主键,将使用第一个唯一(UNIQUE)索引作为聚集索引。
  • 如果表没有主键,或没有合适的唯一索引,则InnoDB会自动生成一个rowid作为隐藏的聚集索引。

聚集索引和二级索引的具体结构如下:

  • 聚集索引的叶子节点下挂的是这一行的数据 。
  • 二级索引的叶子节点下挂的是该字段值对应的主键值。
    在这里插入图片描述

接下来,我们来分析一下,当我们执行如下的SQL语句时,具体的查找过程是什么样子的。
在这里插入图片描述
具体过程如下:
①. 由于是根据name字段进行查询,所以先根据name='Arm’到name字段的二级索引中进行匹配查找。但是在二级索引中只能查找到Arm 对应的主键值10。
②. 由于查询返回的数据是*,所以此时,还需要根据主键值10,到聚集索引中查找10对应的记录,最终找到10对应的行row。
③. 最终拿到这一行的数据,直接返回即可。

回表查询:这种先到二级索引中查找数据,找到主键值,然后再到聚集索引中根据主键值,获取数据的方式,就称之为回表查询。

思考题:
以下两条SQL语句,那个执行效率高? 为什么?
A. select * from user where id = 10 ;
B. select * from user where name = ‘Arm’ ;备注: id为主键,name字段创建的有索引;
解答:
A 语句的执行性能要高于B 语句。
因为A语句直接走聚集索引,直接返回数据。而B语句需要先查询name字段的二级索引,然后再查询聚集索引,也就是需要进行回表查询。

思考题:
InnoDB主键索引的B+tree高度为多高呢?
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假设:
     一行数据大小为1k,一页中可以存储16行这样的数据。InnoDB的指针占用6个字节的空间,主键即使为bigint,占用字节数为8。
高度为2:
     1. 我们知道MySQL 中的一个B+Tree的节点就是16 * 1024个字节大小(即一页)。
     2. 我们还知道B+Tree的一个节点中指针永远比键多一个。
     3. 由以上两点可知我们设一个节点(16 * 1024这个字节大小)的键的个数是n,则指针的个数是 n+1 个。由于一个指针的大小是固定的,即6字节。我们上面假设一个键的类型是bigint类型,即大小事8字节。则 n * 8 == 键所占内存大小 , (n+1) * 6 == 指针所占内存大小。
     4. 可以列出等式:n * 8 + (n + 1) * 6 = 16*1024 , 算出n约为1170 ,即一个节点(即一页)键有1170个,指针有1171个。
     5. 所以第一层到 第二层有1171个指针。第二层的每一个指针都指向 1171 * 16 = 18736
     6. 也就是说,如果树的高度为2,则可以存储18000 多条记录。
在这里插入图片描述
高度为3:
     1171 * 1171 * 16 = 21939856
     也就是说,如果树的高度为3,则可以存储2200w 左右的记录。

4. 索引语法

语法

1). 创建索引

-- 如果不写UNIQUE 或者 FULLTEXT 代表创建常规索引
-- index_name 索引名称
-- table_name 表名
-- index_col_name 索引字段名  一个索引可以关联多个字段 
-- 一个索引只关联一个字段叫做:单列索引
-- 一个索引只关联多个字段叫做:联合索引或者组合索引 
-- 联合索引的字段顺序有讲究。后面的索引的使用会讲解。
-- 索引的命名规则是 idx_表名_字段名1_字段名2
CREATE [ UNIQUE | FULLTEXT ] INDEX index_name ON table_name (index_col_name,... );

2). 查看索引

SHOW INDEX FROM table_name;

3). 删除索引

DROP INDEX index_name ON table_name ;

数据准备

案例演示:
先来在CentOS中创建一张表 tb_user,并且查询测试数据。可使用自己windows电脑中navicat连接虚拟机中的CentOS中的数据库。关于如何连接的教程可以参考我之前的博客Linux系统的CentOS7发行版安装MySQL80。

create database itcast;
use itcast;
create table tb_user(id int primary key auto_increment comment '主键',name varchar(50) not null comment '用户名',phone varchar(11) not null comment '手机号',email varchar(100) comment '邮箱',profession varchar(11) comment '专业',age tinyint unsigned comment '年龄',gender char(1) comment '性别 , 1: 男, 2: 女',status char(1) comment '状态',createtime datetime comment '创建时间'
) comment '系统用户表';INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('吕布', '17799990000', 'lvbu666@163.com', '软件工程', 23, '1',
'6', '2001-02-02 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('曹操', '17799990001', 'caocao666@qq.com', '通讯工程', 33,
'1', '0', '2001-03-05 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('赵云', '17799990002', '17799990@139.com', '英语', 34, '1',
'2', '2002-03-02 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('孙悟空', '17799990003', '17799990@sina.com', '工程造价', 54,
'1', '0', '2001-07-02 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('花木兰', '17799990004', '19980729@sina.com', '软件工程', 23,
'2', '1', '2001-04-22 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('大乔', '17799990005', 'daqiao666@sina.com', '舞蹈', 22, '2',
'0', '2001-02-07 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('露娜', '17799990006', 'luna_love@sina.com', '应用数学', 24,
'2', '0', '2001-02-08 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('程咬金', '17799990007', 'chengyaojin@163.com', '化工', 38,
'1', '5', '2001-05-23 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('项羽', '17799990008', 'xiaoyu666@qq.com', '金属材料', 43,
'1', '0', '2001-09-18 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('白起', '17799990009', 'baiqi666@sina.com', '机械工程及其自动
化', 27, '1', '2', '2001-08-16 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('韩信', '17799990010', 'hanxin520@163.com', '无机非金属材料工
程', 27, '1', '0', '2001-06-12 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('荆轲', '17799990011', 'jingke123@163.com', '会计', 29, '1',
'0', '2001-05-11 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('兰陵王', '17799990012', 'lanlinwang666@126.com', '工程造价',
44, '1', '1', '2001-04-09 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('狂铁', '17799990013', 'kuangtie@sina.com', '应用数学', 43,
'1', '2', '2001-04-10 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('貂蝉', '17799990014', '84958948374@qq.com', '软件工程', 40,
'2', '3', '2001-02-12 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('妲己', '17799990015', '2783238293@qq.com', '软件工程', 31,
'2', '0', '2001-01-30 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('芈月', '17799990016', 'xiaomin2001@sina.com', '工业经济', 35,
'2', '0', '2000-05-03 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('嬴政', '17799990017', '8839434342@qq.com', '化工', 38, '1',
'1', '2001-08-08 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('狄仁杰', '17799990018', 'jujiamlm8166@163.com', '国际贸易',
30, '1', '0', '2007-03-12 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('安琪拉', '17799990019', 'jdodm1h@126.com', '城市规划', 51,
'2', '0', '2001-08-15 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('典韦', '17799990020', 'ycaunanjian@163.com', '城市规划', 52,
'1', '2', '2000-04-12 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('廉颇', '17799990021', 'lianpo321@126.com', '土木工程', 19,
'1', '3', '2002-07-18 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('后羿', '17799990022', 'altycj2000@139.com', '城市园林', 20,
'1', '0', '2002-03-10 00:00:00');
INSERT INTO tb_user (name, phone, email, profession, age, gender, status,
createtime) VALUES ('姜子牙', '17799990023', '37483844@qq.com', '工程造价', 29,
'1', '4', '2003-05-26 00:00:00');

表结构中插入的数据如下:
在这里插入图片描述

语法练习

数据准备好了之后,接下来,我们就来完成如下需求:

-- A. name字段为姓名字段,该字段的值可能会重复,为该字段创建索引。
create index idx_user_name on tb_user(name);
show index from tb_user;-- B. phone手机号字段的值,是非空,且唯一的,为该字段创建唯一索引。
create unique index idx_user_phone on tb_user(phone);
show index from tb_user;-- C. 为profession、age、status创建联合索引。
create index idx_user_pro_age_sta on tb_user(profession, age, status);
show index from tb_user;-- D. 为email建立合适的索引来提升查询效率。
CREATE INDEX idx_user_email ON tb_user(email);
show index from tb_user;-- 删除
drop index idx_user_email on tb_user;
show index from tb_user;

在这里插入图片描述

5.SQL性能分析

SQL执行频率

MySQL 客户端连接成功后,通过 show [session|global] status 命令可以提供服务器状态信息。通过如下指令,可以查看当前数据库的INSERT、UPDATE、DELETE、SELECT的访问频次:

-- session 是查看当前会话 ;
-- global 是查询全局数据 ;
-- 在show [session|global] status 的结果
-- 中过滤出以Com开头的会话或者数据
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_______';

在这里插入图片描述
Com_delete: 删除次数
Com_insert: 插入次数
Com_select: 查询次数
Com_update: 更新次数

我们可以在当前数据库再执行几次查询操作,然后再次查看执行频次,发现Com_select 参数发生变化。

注意:通过上述指令,我们可以查看到当前数据库到底是以查询为主,还是以增删改为主,从而为数据库优化提供参考依据。 如果是以增删改为主,我们可以考虑不对其进行索引的优化。 如果是以查询为主,那么就要考虑对数据库的索引进行优化了。

那么通过查询SQL的执行频次,我们就能够知道当前数据库到底是增删改为主,还是查询为主。 那假如说是以查询为主,我们又该如何定位针对于那些查询语句进行优化呢? 次数我们可以借助于慢查询日志。

接下来,我们就来介绍一下MySQL中的慢查询日志。

慢查询日志

慢查询日志是干什么的

我们通过SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_______';只是知道了查询语句的使用比较频繁。但是我们应该针对哪些查询的sql语句进行优化呢?答案:慢查询。
通过慢查询可以将查询时间较长的语句筛选出来。

慢查询日志记录了所有执行时间超过指定参数(long_query_time,单位:秒,默认10秒)的所有SQL语句的日志。
MySQL的慢查询日志默认没有开启,我们可以查看一下系统变量 slow_query_log

查看慢查询日志是否开启

执行指令:show variables like 'slow_query_log';
在这里插入图片描述

开启慢查询日志

如果要开启慢查询日志,需要在MySQL的配置文件(/etc/my.cnf)中配置如下信息:

  1. 打开新标签页
    在这里插入图片描述

  2. 转为管理身份su - root 密码是开机密码。运行指令vi /etc/my.cnf ,对文件进行编辑,对于vi编辑器不熟悉的小伙伴可以看我之前的博客LInux之基础指令中的vi\vim的部分。

    # 开启MySQL慢日志查询开关
    slow_query_log=1
    # 设置慢日志的时间为2秒,SQL语句执行时间超过2秒,
    # 就会视为慢查询,记录慢查询日志
    long_query_time=2
    

    在这里插入图片描述

  3. 配置完毕之后,通过以下指令重新启动MySQL服务器进行测试,systemctl restart mysqld。可能需要五六秒耐心等待。
    在这里插入图片描述

  4. 再次查看开关情况,执行sql语句show variables like 'slow_query_log';,慢查询日志就已经打开了。
    在这里插入图片描述

  5. 打开慢查询文件的存放位置。

    • 首先使用Linux指令转到cd /var/lib/mysql
      在这里插入图片描述
    • 执行ll指令,找到以-slow.log结尾的文件。这个文件就是你的慢查询文件的存放位置。前面的前缀是你的主机名。
      在这里插入图片描述
      +执行指令cat 你的主机名-slow.log
      在这里插入图片描述

测试

测试:

  1. 执行如下SQL语句 :
    select * from tb_user; -- 这条SQL执行效率比较高, 执行耗时 0.00s
    select count(*) from tb_sku; 
    -- 由于tb_sku表中, 预先存入了1000w的记录, count一次,耗时 13.35s 下面的左图
    
    在这里插入图片描述
  2. 检查慢查询日志 :
    最终我们发现,在慢查询日志中,只会记录执行时间超多我们预设时间(2s)的SQL,执行较快的SQL是不会记录的。上图中慢查询日志并没有记录。select * from tb_user; -- 这条SQL执行效率比较高, 执行耗时 0.00s

那这样,通过定期查看慢查询日志,就可以定位出执行效率比较低的SQL,从而有针对性的进行优化。

profile详情

为什么学profile详情

通过MySQL中的慢查询日志能够定位出查询超过一定时间指令并进行优化。但是慢查询只能执行我们预设的时间(这里假设是2s)。但是有了好多1.9秒的查询语句,这些语句并不会被记录到慢查询日志中此时我们怎么办呢?。答:profile详情

是否支持profile操作

show profiles 能够在做SQL优化时帮助我们了解时间都耗费到哪里去了。通过have_profiling 参数,能够看到当前MySQL是否支持profile操作:SELECT @@have_profiling;。下图中可以看到,当前MySQL是支持 profile操作的。
在这里插入图片描述

查看是否开启profile操作

通过执行SELECT @@profiling; 查看是否开启profile操作。
在这里插入图片描述

开启profile操作

可以通过set语句在session/global级别开启profiling:SET profiling = 1;

profile操作的使用

开关已经打开了,接下来,我们所执行的SQL语句,都会被MySQL记录,并记录执行时间消耗到哪儿去了。 我们直接执行如下的SQL语句:

select * from tb_user;
select * from tb_user where id = 1;
select * from tb_user where name = '白起';
  1. 查看每一条SQL的耗时基本情况

    -- 查看每一条SQL的耗时基本情况
    show profiles;
    

    在这里插入图片描述

  2. 查看指定query_id的SQL语句各个阶段的耗时情况

    -- 查看指定query_id的SQL语句各个阶段的耗时情况
    show profile for query 35;
    

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

  3. 查看指定query_id的SQL语句CPU的使用情况

    -- 查看指定query_id的SQL语句CPU的使用情况
    show profile cpu for query 35;
    

    在这里插入图片描述

explain(常用)

语法

explain或者 DESC命令获取 MySQL 如何执行 SELECT 语句的信息,包括在 SELECT 语句执行过程中表如何连接和连接的顺序。
语法:

-- 直接在select语句之前加上关键字 explain / desc
EXPLAIN SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件;

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参数说明

字段含义
idselect查询的序列号,表示查询中执行select子句或者是操作表的顺序 (id相同,执行顺序从上到下;id不同,值越大,越先执行)。
table要执行的表
select_type表示SELECT的类型,常见的取值有SIMPLE(简单表,即不使用表连接 或者子查询)、PRIMARY(主查询,即外层的查询)、 UNION(UNION中的第二个或者后面的查询语句)、 SUBQUERY(SELECT/WHERE之后包含了子查询)等
type表示连接类型,性能由好到差的连接类型为NULL、system、const、 eq_ref、ref、range、index、all。
possible_key显示可能应用在这张表上的索引,一个或多个。
key实际使用的索引,如果为NULL,则没有使用索引。
key_len表示索引中使用的字节数,该值为索引字段最大可能长度,并非实际使用长 度,在不损失精确性的前提下,长度越短越好。
rowsMySQL认为必须要执行查询的行数,在innodb引擎的表中,是一个估计值, 可能并不总是准确的。
filtered表示返回结果的行数占需读取行数的百分比,filtered的值越大越好。
Extra额外信息

代码演示参数id和table

在演示前先创建表
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-- 创建学生表 (student)
CREATE TABLE student (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT '学生唯一标识',name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '学生姓名',no VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '学号'
) COMMENT '学生信息表';-- 创建课程表 (course)
CREATE TABLE course (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT '课程唯一标识',name VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT '课程名称'
) COMMENT '课程信息表';-- 创建学生课程关联表 (student_course)
CREATE TABLE student_course (id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT '关联记录唯一标识',studentid INT NOT NULL COMMENT '关联学生ID',courseid INT NOT NULL COMMENT '关联课程ID',-- 定义外键约束FOREIGN KEY (studentid) REFERENCES student(id),FOREIGN KEY (courseid) REFERENCES course(id)
) COMMENT '学生-课程关联关系表';-- 课程表(course)数据插入
INSERT INTO course (id, name) VALUES
(1, 'Java'),
(2, 'PHP'),
(3, 'MySQL'),
(4, 'Hadoop');
-- 学生表(student)数据插入
INSERT INTO student (id, name, no) VALUES
(1, '黛绮丝', '2000100101'),
(2, '谢逊', '2000100102'),
(3, '股天正', '2000100103'),
(4, '韦一笑', '2000100104');
-- 学生课程关联表(student_course)数据插入
INSERT INTO student_course (id, studentid, courseid) VALUES
(1, 1, 1),
(2, 1, 2),
(3, 1, 3),
(4, 2, 2),
(5, 2, 3),
(6, 3, 4);

下面先来演示:id相同,执行顺序从上到下;
select s.*, c.* from student s, course c, student_course sc where s.id = sc.studentid and c.id = sc.courseid;
在这里插入图片描述
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下面来演示:id相同,执行顺序从上到下;id不同,值越大,越先执行

-- 查询选修了MySQL课程的学生; (子查询)
-- 通过course找到中间表student_course
select id from course where name = 'MySQL';
-- 通过中间表student_course找到 student的id 
select studentid from student_course where courseid = 3;
-- 整合一下可得
select * from student s where s.id in 
(select sc.studentid from student_course sc where sc.courseid =
(select c.id from course c where c.name = 'MySQL'));

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代码演示参数type

表示连接类型,性能由好到差的连接类型为NULL、system、const、 eq_ref、ref、range、index、all。
在优化时尽量让值往好的地方优化

注意优化的时候不可能优化到NULL,只有不查询表才会输出null
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
一般访问系统表才会出现system

根据主键和唯一索引查询才会出现const

非唯一性索引才会出现ref

all是全表扫描性能比较低。

index 是对所有索引遍历。

possible_key和key和key_len

possible_key: 显示可能应用在这张表上的索引,一个或多个。
key:实际使用的索引,如果为NULL,则没有使用索引。
key_len:表示索引中使用的字节数,该值为索引字段最大可能长度,并非实际使用长 度,在不损失精确性的前提下,长度越短越好。

SQL性能分析语句总结

名称语句解释
SQL执行频率show [session | global] status查询服务器状态信息(包含增删改查的执行频率)
SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_______';在show [session | global] status 的结果中过滤出以Com开头的会话或者数据。Com_delete: 删除次数,Com_insert: 插入次数,Com_select: 查询次数,Com_update: 更新次数
慢查询日志show variables like 'slow_query_log';查看是否开启慢查询日志
Linux指令输入vi /etc/my.cnf 中加入 slow_query_log=1long_query_time=21设置开启慢查询日志,2是设置预设时间为2s
Linux指令输入cat /var/lib/mysql/你的主机名-slow.log查询慢日志内容
profile详情SELECT @@have_profiling ;是否支持profile操作
SELECT @@profiling;查看是否开启profile操作:0关闭,1开启
SET profiling = 1;开启profile操作
show profiles;查看每一条SQL的耗时基本情况
show profile for query query_id;查看指定query_id的SQL语句各个阶段的耗时情况
show profile cpu for query query_id;查看指定query_id的SQL语句CPU的使用情况
explain或者 DESC命令EXPLAIN或者desc SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件;获取 MySQL 如何执行 SELECT 语句的信息,包括在 SELECT 语句执行过程中表如何连接和连接的顺序。
字段含义
idselect查询的序列号,表示查询中执行select子句或者是操作表的顺序 (id相同,执行顺序从上到下;id不同,值越大,越先执行)。
table要执行的表
select_type表示SELECT的类型,常见的取值有SIMPLE(简单表,即不使用表连接 或者子查询)、PRIMARY(主查询,即外层的查询)、 UNION(UNION中的第二个或者后面的查询语句)、 SUBQUERY(SELECT/WHERE之后包含了子查询)等
type表示连接类型,性能由好到差的连接类型为NULL、system、const、 eq_ref、ref、range、index、all。
possible_key显示可能应用在这张表上的索引,一个或多个。
key实际使用的索引,如果为NULL,则没有使用索引。
key_len表示索引中使用的字节数,该值为索引字段最大可能长度,并非实际使用长 度,在不损失精确性的前提下,长度越短越好。
rowsMySQL认为必须要执行查询的行数,在innodb引擎的表中,是一个估计值, 可能并不总是准确的。
filtered表示返回结果的行数占需读取行数的百分比,filtered的值越大越好。
Extra额外信息

未完待续…

关于索引的使用和设计原则请看MySQL专栏文章:==> MySQL进阶之索引(2)索引的使用和设计原则

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