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MySQL高级部分（上） 面试必看

2020年07月30日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论
文章目录一、索引1-1 . 索引概述1-2 索引的优势和劣势1-3 索引的结构B-Tree数据结构B+Tree数据结构MySQL中的B+Tree1-4 索引的分类1-5 索引的基本语法1-6 索引的设计原则二、视图2-1 视图的概述2-2 创建视图或修改视图2-3 删除视图三、存储过程和函数3-1 概述3-2 创建存储过程3-3 调用存储过程3-4 查看存储过程3-5 删除存储过程3-6 存储过程语法3-7 存储函数四、触发器4-1 简介4-2 触发器的创建4-3 删除触发器4-4 查看触发器五、MySQL

文章目录

一、索引

1-1 . 索引概述

MySQL官方对索引的定义为：索引（index）是帮助MySQL高效获取数据的数据结构（有序）。

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1-2 索引的优势和劣势

优势：

  1. 索引就相当于书籍的目录，提高数据的查询速度，降低数据库的IO成本
  2. 通过索引对数据进行排序，降低了排序的成本

劣势：

  1. 实际上索引也是一张表，该表中保存了主键与索引字段，并指向实体类的记录，所以索引列也是要占用空间的。
  2. 虽然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。因为需要维持索引记录的关系。

1-3 索引的结构

索引是在存储引擎中实现的，所以不同的存储引擎有着不同的索引

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  • BTREE 索引 ： 最常见的索引类型，大部分索引都支持 B 树索引。
  • HASH 索引：只有Memory引擎支持 ， 使用场景简单 。
  • R-tree 索引（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，不做特别介绍。
  • Full-text （全文索引） ：全文索引也是MyISAM的一个特殊索引类型，主要用于全文索引，InnoDB从Mysql5.6版本开始支持全文索引。

我们平常所说的索引，如果没有特别指明，都是指B+树（多路搜索树，并不一定是二叉的）结构组织的索引。其中聚集索引、复合索引、前缀索引、唯一索引默认都是使用 B+tree 索引，统称为 索引。

B-Tree数据结构

特点:

BTree又叫多路平衡搜索树，一颗m叉的BTree特性如下：

  • 树中每个节点最多包含m个孩子。
  • 除根节点与叶子节点外，每个节点至少有[ceil(m/2)]个孩子。
  • 若根节点不是叶子节点，则至少有两个孩子。
  • 所有的叶子节点都在同一层。
  • 每个非叶子节点由n个key与n+1个指针组成，其中[ceil(m/2)-1] <= n <= m-1

演变过程：

以5叉BTree为例，key的数量：公式推导[ceil(m/2)-1] <= n <= m-1。所以 2 <= n <=4 。当n>4时，中间节点分裂到父节点，两边节点分裂。

插入 C N G A H E K Q M F W L T Z D P R X Y S 数据为例。

1). 插入前4个字母 C N G A

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2).插入H，n>4，中间元素G字母向上分裂到新的节点

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3). 插入E，K，Q不需要分裂

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4). 插入M，中间元素M字母向上分裂到父节点G

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5). 插入F，W，L，T不需要分裂

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6). 插入Z，中间元素T向上分裂到父节点中

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7). 插入D，中间元素D向上分裂到父节点中。然后插入P，R，X，Y不需要分裂

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8). 最后插入S，NPQR节点n>5，中间节点Q向上分裂，但分裂后父节点DGMT的n>5，中间节点M向上分裂

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到此，该BTREE树就已经构建完成了， BTREE树 和 二叉树 相比， 查询数据的效率更高， 因为对于相同的数据量来说，BTREE的层级结构比二叉树小，因此搜索速度快。

B+Tree数据结构

B+Tree为BTree的变种，B+Tree与BTree的区别为：

1). n叉B+Tree最多含有n个key，而BTree最多含有n-1个key。

2). B+Tree的叶子节点保存所有的key信息，依key大小顺序排列。

3). 所有的非叶子节点都可以看作是key的索引部分。

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观察图片可知，只有叶子结点才存储数据，非叶子结点存储的仅是索引

MySQL中的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。

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1-4 索引的分类

1） 单值索引 ：即一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单列索引

2） 唯一索引 ：索引列的值必须唯一，但允许有空值

3） 复合索引 ：即一个索引包含多个列

1-5 索引的基本语法

索引在创建表的时候，可以同时创建， 也可以随时增加新的索引。

创建索引：

CREATE 	[UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL]  INDEX index_name 
[USING  index_type]
ON tbl_name(index_col_name,...)
#解释
create [索引的类型] index 索引的名字 [使用的结构,默认为B+Tree索引] on 表名(列名)

#例子
CREATE INDEX idx_np_category_pid ON np_category(pid)

查看索引：

show index  from  table_name;

#解释
show index from 表名

#例子
show index from np_category

删除索引：

DROP  INDEX  index_name  ON  tbl_name;

#解释
DROP INDEX 索引名 ON 表名

Alter命令

1). alter  table  tb_name  add  primary  key(column_list); 

	该语句添加一个主键，这意味着索引值必须是唯一的，且不能为NULL
	
2). alter  table  tb_name  add  unique index_name(column_list);
	
	这条语句创建索引的值必须是唯一的（除了NULL外，NULL可能会出现多次）
	
3). alter  table  tb_name  add  index index_name(column_list);

	添加普通索引， 索引值可以出现多次。
	
4). alter  table  tb_name  add  fulltext  index_name(column_list);
	
	该语句指定了索引为FULLTEXT， 用于全文索引

1-6 索引的设计原则

  • 对查询频次较高，且数据量比较大的表建立索引。
  • 对查询的条件建立索引，也就是对where中的字段建立索引
  • 使用唯一索引，区分度越高，使用索引的效率越高。
  • 索引可以有效的提升查询数据的效率，但索引数量不是多多益善，索引越多，维护索引的代价自然也就水涨船高。对于插入、更新、删除等DML操作比较频繁的表来说，索引过多，会引入相当高的维护代价，降低DML操作的效率，增加相应操作的时间消耗。另外索引过多的话，MySQL也会犯选择困难病，虽然最终仍然会找到一个可用的索引，但无疑提高了选择的代价。
  • 尽量使用较短的字段建立索引，因为索引也需要占用磁盘空间，如果使用长字段的话会降低IO的速度，从而降低性能。
  • 利用最左前缀，N个列组合而成的组合索引，那么相当于是创建了N个索引，如果查询时where子句中使用了组成该索引的前几个字段，那么这条查询SQL可以利用组合索引来提升查询效率。
创建复合索引:

	CREATE INDEX idx_name_email_status ON tb_seller(NAME,email,STATUS);

就相当于（只要包含了最左边的列即可）
	对name 创建索引 ;
	对name , email 创建了索引 ;
	对name , email, status 创建了索引 ;

二、视图

2-1 视图的概述

​ 视图（View）是一种虚拟存在的表。视图并不在数据库中实际存在，行和列数据来自定义视图的查询中使用的表，并且是在使用视图时动态生成的。通俗的讲，视图就是一条SELECT语句执行后返回的结果集。所以我们在创建视图的时候，主要的工作就落在创建这条SQL查询语句上。

特性

  • 简单：使用视图的用户完全不需要关心后面对应的表的结构、关联条件和筛选条件，对用户来说已经是过滤好的复合条件的结果集。
  • 安全：使用视图的用户只能访问他们被允许查询的结果集，对表的权限管理并不能限制到某个行某个列，但是通过视图就可以简单的实现。
  • 数据独立：一旦视图的结构确定了，可以屏蔽表结构变化对用户的影响，源表增加列对视图没有影响；源表修改列名，则可以通过修改视图来解决，不会造成对访问者的影响。

2-2 创建视图或修改视图

创建视图：

CREATE [OR REPLACE] [ALGORITHM = {UNDEFINED | MERGE | TEMPTABLE}]

VIEW view_name [(column_list)]

AS select_statement

[WITH [CASCADED | LOCAL] CHECK OPTION]

#例如
CREATE VIEW view_stuInfo AS SELECT * FROM stuInfo WHERE stuQQ LIKE "1%"

CREATE VIEW 视图名称 AS 查询语句

因为视图的本质就是虚拟的表，所以操作视图的语句和操作表的语句大致相同。如果查询上述视图的数据，就是用：

select * from view_stuInfo

这里不建议对视图进行update的操作，因为视图的作用就是用来查看数据的

查看视图：

可以使用show tables查看，也可以使用sql链接工具，比如SqlLyog

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查看创建视图时的语句，可以使用：

SHOW CREATE VIEW view_stuInfo

2-3 删除视图

DROP VIEW [IF EXISTS] view_name [, view_name] ...[RESTRICT | CASCADE]	

#例如
drop view if exists view_stuInfo

三、存储过程和函数

3-1 概述

存储过程和函数是 事先经过编译并存储在数据库中的一段 SQL 语句的集合，调用存储过程和函数可以简化应用开发人员的很多工作，减少数据在数据库和应用服务器之间的传输，对于提高数据处理的效率是有好处的。

存储过程和函数的区别在于函数必须有返回值，而存储过程没有。

​ 函数 ： 是一个有返回值的过程 ；

​ 过程 ： 是一个没有返回值的函数 ；

3-2 创建存储过程

CREATE PROCEDURE procedure_name ([proc_parameter[,...]])
begin
	-- SQL语句
end ;

示例：

delimiter $

create procedure pro_test1()
begin
	select 'Hello Mysql' ;
end$

delimiter ;

PS：

DELIMITER

​ 该关键字用来声明SQL语句的分隔符 , 告诉 MySQL 解释器，该段命令是否已经结束了，mysql是否可以执行了。默认情况下，delimiter是分号;。在命令行客户端中，如果有一行命令以分号结束，那么回车后，mysql将会执行该命令。

3-3 调用存储过程

call procedure_name() ;	

示例
call 存储过程名称();

3-4 查看存储过程

-- 查询db_name数据库中的所有的存储过程
select name from mysql.proc where db='db_name';


-- 查询存储过程的状态信息
show procedure status;


-- 查询某个存储过程的定义
show create procedure test.pro_test1 \G;

3-5 删除存储过程

DROP PROCEDURE  [IF EXISTS] sp_name ；

DROP PROCEDURE  pro_test1

3-6 存储过程语法

存储过程使用较少，有需要时再去学习。链接

3-7 存储函数

语法结构

CREATE FUNCTION function_name([param type ... ]) 
RETURNS type 
BEGIN
	...
END;

四、触发器

4-1 简介

触发器是与表有关的数据库对象，指在 insert/update/delete 之前或之后，触发并执行触发器中定义的SQL语句集合。触发器的这种特性可以协助应用在数据库端确保数据的完整性 , 日志记录 , 数据校验等操作 。

使用别名 OLD 和 NEW 来引用触发器中发生变化的记录内容，这与其他的数据库是相似的。现在触发器还只支持行级触发，不支持语句级触发。

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4-2 触发器的创建

create trigger trigger_name 

before/after insert/update/delete

on tbl_name 

[ for each row ]  -- 行级触发器

begin

	trigger_stmt ;

end;

#解释
before/after 可以指定在语句执行之前还是之后

示例

需求

通过触发器记录 emp 表的数据变更日志 , 包含增加, 修改 , 删除 ;

创建 insert 型触发器，完成插入数据时的日志记录 :

DELIMITER $

create trigger emp_logs_insert_trigger
after insert 
on emp 
for each row 
begin
  insert into emp_logs (id,operation,operate_time,operate_id,operate_params) values(null,'insert',now(),new.id,concat('插入后(id:',new.id,', name:',new.name,', age:',new.age,', salary:',new.salary,')'));	
end $

DELIMITER ;

4-3 删除触发器

drop trigger [schema_name.]trigger_name

如果没有指定 schema_name，默认为当前数据库 。

4-4 查看触发器

可以通过执行 SHOW TRIGGERS 命令查看触发器的状态、语法等信息。

show triggers ；

五、MySQL体系结构（了解）

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1） 连接层

最上层是一些客户端和链接服务，包含本地sock 通信和大多数基于客户端/服务端工具实现的类似于 TCP/IP的通信。主要完成一些类似于连接处理、授权认证、及相关的安全方案。在该层上引入了线程池的概念，为通过认证安全接入的客户端提供线程。同样在该层上可以实现基于SSL的安全链接。服务器也会为安全接入的每个客户端验证它所具有的操作权限。

2） 服务层

第二层架构主要完成大多数的核心服务功能，如SQL接口，并完成缓存的查询，SQL的分析和优化，部分内置函数的执行。所有跨存储引擎的功能也在这一层实现，如 过程、函数等。在该层，服务器会解析查询并创建相应的内部解析树，并对其完成相应的优化如确定表的查询的顺序，是否利用索引等， 最后生成相应的执行操作。如果是select语句，服务器还会查询内部的缓存，如果缓存空间足够大，这样在解决大量读操作的环境中能够很好的提升系统的性能。

3） 引擎层

存储引擎层， 存储引擎真正的负责了MySQL中数据的存储和提取，服务器通过API和存储引擎进行通信。不同的存储引擎具有不同的功能，这样我们可以根据自己的需要，来选取合适的存储引擎。

4）存储层

数据存储层， 主要是将数据存储在文件系统之上，并完成与存储引擎的交互。

和其他数据库相比，MySQL有点与众不同，它的架构可以在多种不同场景中应用并发挥良好作用。主要体现在存储引擎上，插件式的存储引擎架构，将查询处理和其他的系统任务以及数据的存储提取分离。这种架构可以根据业务的需求和实际需要选择合适的存储引擎。

六、存储引擎

6-1 概述

存储引擎是基于表的，而不是基于库的。所以存储引擎也可被称为表类型。

可以通过指定 show engines ， 来查询当前数据库支持的存储引擎 ：

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创建新表时如果不指定存储引擎，那么系统就会使用默认的存储引擎，MySQL5.5之前的默认存储引擎是MyISAM，5.5之后就改为了InnoDB。

6-2 各种存储引擎特性

InnoDB是MySQL5.5之后默认的存储引擎，而MyISAM是MySQL5.5之前默认的存储引擎

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InnoDB

事务控制

start transaction;

insert into goods_innodb(id,name)values(null,'Meta20');

commit;

外键约束

表删除记录的时候， 如果子表有对应记录， 则不允许删除， 主表在更新记录的时候， 如果子表有对应记录， 则子表对应更新

存储方式

①. 使用共享表空间存储， 这种方式创建的表的表结构保存在.frm文件中， 数据和索引保存在 innodb_data_home_dir 和 innodb_data_file_path定义的表空间中，可以是多个文件。

②. 使用多表空间存储， 这种方式创建的表的表结构仍然存在 .frm 文件中，但是每个表的数据和索引单独保存在 .ibd 中。

MyISAM

MyISAM 不支持事务、也不支持外键，其优势是访问的速度快，对事务的完整性没有要求或者以SELECT、INSERT为主的应用基本上都可以使用这个引擎来创建表 。有以下两个比较重要的特点：

  1. 不支持事务

  2. 文件存储方式

    每个MyISAM在磁盘上存储成3个文件，其文件名都和表名相同，但拓展名分别是 ：

    .frm (存储表定义)；

    .MYD(MYData , 存储数据)；

    .MYI(MYIndex , 存储索引)；

MEMORY

​ Memory存储引擎将表的数据存放在内存中。每个MEMORY表实际对应一个磁盘文件，格式是.frm ，该文件中只存储表的结构，而其数据文件，都是存储在内存中，这样有利于数据的快速处理，提高整个表的效率。MEMORY 类型的表访问非常地快，因为他的数据是存放在内存中的，并且默认使用HASH索引 ， 但是服务一旦关闭，表中的数据就会丢失。

MERGE

​ MERGE存储引擎是一组MyISAM表的组合，这些MyISAM表必须结构完全相同，MERGE表本身并没有存储数据，对MERGE类型的表可以进行查询、更新、删除操作，这些操作实际上是对内部的MyISAM表进行的。

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merge存储引擎就是将两个使用MyISAM的表关联起来

例子：

create table order_1990(
	order_id int ,
	order_money double(10,2),
	order_address varchar(50),
	primary key (order_id)
)engine = myisam default charset=utf8;


create table order_1991(
	order_id int ,
	order_money double(10,2),
	order_address varchar(50),
	primary key (order_id)
)engine = myisam default charset=utf8;


create table order_all(
	order_id int ,
	order_money double(10,2),
	order_address varchar(50),
	primary key (order_id)
)engine = merge union = (order_1990,order_1991) INSERT_METHOD=LAST default charset=utf8;

6-3 存储引擎的选择

  • InnoDB : 是Mysql的默认存储引擎，用于事务处理应用程序，支持外键。如果应用对事务的完整性有比较高的要求，在并发条件下要求数据的一致性，数据操作除了插入和查询意外，还包含很多的更新、删除操作，那么InnoDB存储引擎是比较合适的选择。
  • MyISAM ： 如果应用是以读操作和插入操作为主，只有很少的更新和删除操作，并且对事务的完整性、并发性要求不是很高，那么选择这个存储引擎是非常合适的。
  • MEMORY：将所有数据保存在RAM中，在需要快速定位记录和其他类似数据环境下，可以提供几块的访问。MEMORY的缺陷就是对表的大小有限制，太大的表无法缓存在内存中，其次是要确保表的数据可以恢复，数据库异常终止后表中的数据是可以恢复的。MEMORY表通常用于更新不太频繁的小表，用以快速得到访问结果。
  • MERGE：用于将一系列等同的MyISAM表以逻辑方式组合在一起，并作为一个对象引用他们。MERGE表的优点在于可以突破对单个MyISAM表的大小限制，并且通过将不同的表分布在多个磁盘上，可以有效的改善MERGE表的访问效率。这对于存储诸如数据仓储等VLDB环境十分合适。

七、SQL优化

7-1 查看SQL执行频率

下面的命令显示了当前 session 中所有统计参数的值：

show status like 'Com_______';
#注意上面的下划线有七个

自数据库上次启动至今的统计结果：

show global status like 'Com_______';

查询InnoDB引擎的数据库操作的次数：

show status like 'Innodb_rows_%';

7-2 定位低效率执行SQL

  • 慢查询日志 : 通过慢查询日志定位那些执行效率较低的 SQL 语句，用–log-slow-queries[=file_name]选项启动时，mysqld 写一个包含所有执行时间超过 long_query_time 秒的 SQL 语句的日志文件。

  • show processlist : 慢查询日志在查询结束以后才纪录，所以在应用反映执行效率出现问题的时候查询慢查询日志并不能定位问题，可以使用show processlist命令查看当前MySQL在进行的线程，包括线程的状态、是否锁表等，可以实时地查看 SQL 的执行情况，同时对一些锁表操作进行优化。

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1） id列，用户登录mysql时，系统分配的"connection_id"，可以使用函数connection_id()查看

2） user列，显示当前用户。如果不是root，这个命令就只显示用户权限范围的sql语句

3） host列，显示这个语句是从哪个ip的哪个端口上发的，可以用来跟踪出现问题语句的用户

4） db列，显示这个进程目前连接的是哪个数据库

5） command列，显示当前连接的执行的命令，一般取值为休眠（sleep），查询（query），连接（connect）等

6） time列，显示这个状态持续的时间，单位是秒

7） state列，显示使用当前连接的sql语句的状态，很重要的列。state描述的是语句执行中的某一个状态。一个sql语句，以查询为例，可能需要经过copying to tmp table、sorting result、sending data等状态才可以完成

8） info列，显示这个sql语句，是判断问题语句的一个重要依据

7-3 explain分析执行计划

查询SQL语句的执行计划 ：

explain  select * from tb_item where id = 1;

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字段 含义
id select查询的序列号，是一组数字，表示的是查询中执行select子句或者是操作表的顺序。
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（子查询中的第一个 SELECT）等
table 输出结果集的表
type 表示表的连接类型，性能由好到差的连接类型为( system —> const -----> eq_ref ------> ref -------> ref_or_null----> index_merge —> index_subquery -----> range -----> index ------> all )
possible_keys 表示查询时，可能使用的索引
key 表示实际使用的索引
key_len 索引字段的长度
rows 扫描行的数量
extra 执行情况的说明和描述

id

id 字段是 select查询的序列号，是一组数字，表示的是查询中执行select子句或者是操作表的顺序。id 情况有三种 ：

1） id 相同表示加载表的顺序是从上到下。

2） id 不同id值越大，优先级越高，越先被执行。

3） id 有相同，也有不同，同时存在。id相同的可以认为是一组，从上往下顺序执行；在所有的组中，id的值越大，优先级越高，越先执行。

select_type

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从上往下效率越来越低

table

顾名思义，就是显示当前查询的数据来源于哪一张表

type

type 显示的是访问类型，是较为重要的一个指标，可取值为：

type 含义
NULL MySQL不访问任何表，索引，直接返回结果
system 表只有一行记录(等于系统表)，这是const类型的特例，一般不会出现
const 表示通过索引一次就找到了，const 用于比较primary key 或者 unique 索引。因为只匹配一行数据，所以很快。如将主键置于where列表中，MySQL 就能将该查询转换为一个常亮。const于将 “主键” 或 “唯一” 索引的所有部分与常量值进行比较
eq_ref 类似ref，区别在于使用的是唯一索引，使用主键的关联查询，关联查询出的记录只有一条。常见于主键或唯一索引扫描
ref 非唯一性索引扫描，返回匹配某个单独值的所有行。本质上也是一种索引访问，返回所有匹配某个单独值的所有行（多个）
range 只检索给定返回的行，使用一个索引来选择行。 where 之后出现 between ， < , > , in 等操作。
index index 与 ALL的区别为 index 类型只是遍历了索引树， 通常比ALL 快， ALL 是遍历数据文件。
all 将遍历全表以找到匹配的行

从上往下效率越来越低

一般来说， 我们需要保证查询至少达到 range 级别， 最好达到ref 。

key

possible_keys : 显示可能应用在这张表的索引， 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 。

rows

扫描行的数量。

extra

展示额外的信息，主要有以下三条

extra 含义
using filesort 说明mysql会对数据使用一个外部的索引排序，而不是按照表内的索引顺序进行读取， 称为 “文件排序”, 效率低。（select * from user order by username 此时username没有建立索引）
using temporary 使用了临时表保存中间结果，MySQL在对查询结果排序时使用临时表。常见于 order by 和 group by； 效率低
using index 表示相应的select操作使用了覆盖索引， 避免访问表的数据行， 效率不错。

7-4 show profile工具

Mysql从5.0.37版本开始增加了对 show profiles 和 show profile 语句的支持。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。

查看当前MySQL是否支持profile：

SELECT @@have_profiling

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默认profiling是关闭的，查看开启状态：

SELECT @@profiling
#1代表开启  代表关闭

开启profiling

set profiling=1; //开启profiling 开关；

使用方法：

①开启后执行一系列的操作

②再执行show profiles 指令， 来查看SQL语句执行的耗时

③通过show profile for query query_id 语句可以查看到该SQL执行过程中每个线程的状态和消耗的时间：

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TIP ：
	Sending data 状态表示MySQL线程开始访问数据行并把结果返回给客户端，而不仅仅是返回个客户端。由于在Sending data状态下，MySQL线程往往需要做大量的磁盘读取操作，所以经常是整各查询中耗时最长的状态。

在获取到最消耗时间的线程状态后，MySQL支持进一步选择all、cpu、block io 、context switch、page faults等明细类型类查看MySQL在使用什么资源上耗费了过高的时间。例如，选择查看CPU的耗费时间 ：

SHOW  PROFILE cpu FOR QUERY 45

7-5 trace分析优化器执行计划

打开trace ， 设置格式为 JSON，并设置trace最大能够使用的内存大小，避免解析过程中因为默认内存过小而不能够完整展示。

SET optimizer_trace="enabled=on",end_markers_in_json=on;
set optimizer_trace_max_mem_size=1000000;

执行SQL语句 ：

select * from tb_item where id < 4;

最后， 检查information_schema.optimizer_trace就可以知道MySQL是如何执行SQL的 ：

select * from information_schema.optimizer_trace\G;

八、索引的使用

create index idx_seller_name_sta_addr on tb_seller(name,status,address);

8-1 避免索引失效

  1. 全值匹配 ，对索引中所有列都指定具体值。

  2. 最左前缀法则

    如果索引了多列，要遵守最左前缀法则。指的是查询从索引的最左前列开始，并且不跳过索引中的列。

  3. 范围查询右边的列不能使用索引

    select * from user where name="小胖" and age>30 and address = "莒县";
#上述sql语句中address就不会使用索引

  4. 不要在索引列上进行运算操作， 索引将失效。

    select * from name where substring(name,2,6) = "小胖"；

  5. 字符串不加单引号，造成索引失效。

  6. 尽量使用覆盖索引，避免select *

    尽量使用覆盖索引（只访问索引的查询（索引列完全包含查询列）），减少select * 。

    如果查询列，超出索引列，也会降低性能。

    TIP : 
	
    using index ：使用覆盖索引的时候就会出现

    using where：在查找使用索引的情况下，需要回表去查询所需的数据

    using index condition：查找使用了索引，但是需要回表查询数据

    using index ; using where：查找使用了索引，但是需要的数据都在索引列中能找到，所以不需要回表查询数据

  7. 用or分割开的条件， 如果or前的条件中的列有索引，而后面的列中没有索引，那么涉及的索引都不会被用到。

  8. 以%开头的Like模糊查询，索引失效。

    解决方案：

    通过覆盖索引来解决,即使用select name,password from user;(此处的name和password都是建立了索引的)

  9. 如果MySQL评估使用索引比全表更慢，则不使用索引。

    比如一张表中某个字段覆盖的范围比较大，比如说city字段90%都是济南市，那么在查询的时候就进行全表的扫描。

  10. is NULL ， is NOT NULL 有时索引失效。

    当数据表中null值比较多的时候，是不走索引的。当null值比较少的时候走索引。

  11. in 走索引， not in 索引失效。

  12. 单列索引和复合索引。

    尽量使用复合索引，而少使用单列索引 。

    创建复合索引

    create index idx_name_sta_address on tb_seller(name, status, address);

就相当于创建了三个索引 ： 
	name
	name + status
	name + status + address

    创建单列索引

    create index idx_seller_name on tb_seller(name);
create index idx_seller_status on tb_seller(status);
create index idx_seller_address on tb_seller(address);

    数据库会选择一个最优的索引（辨识度最高索引）来使用，并不会使用全部索引 。

8-2 查看索引的使用情况

show status like 'Handler_read%';	

show global status like 'Handler_read%';

Handler_read_first：索引中第一条被读的次数。如果较高，表示服务器正执行大量全索引扫描（这个值越低越好）。

Handler_read_key：如果索引正在工作，这个值代表一个行被索引值读的次数，如果值越低，表示索引得到的性能改善不高，因为索引不经常使用（这个值越高越好）。

Handler_read_next ：按照键顺序读下一行的请求数。如果你用范围约束或如果执行索引扫描来查询索引列，该值增加。

Handler_read_prev：按照键顺序读前一行的请求数。该读方法主要用于优化ORDER BY ... DESC。

Handler_read_rnd ：根据固定位置读一行的请求数。如果你正执行大量查询并需要对结果进行排序该值较高。你可能使用了大量需要MySQL扫描整个表的查询或你的连接没有正确使用键。这个值较高，意味着运行效率低，应该建立索引来补救。

Handler_read_rnd_next：在数据文件中读下一行的请求数。如果你正进行大量的表扫描，该值较高。通常说明你的表索引不正确或写入的查询没有利用索引。

九、SQL优化

9-1 大批量插入数据

1） 主键顺序插入

因为InnoDB类型的表是按照主键的顺序保存的，所以将导入的数据按照主键的顺序排列，可以有效的提高导入数据的效率。如果InnoDB表没有主键，那么系统会自动默认创建一个内部列作为主键，所以如果可以给表创建一个主键，将可以利用这点，来提高导入数据的效率。

2） 关闭唯一性校验

在导入数据前执行 SET UNIQUE_CHECKS=0，关闭唯一性校验，在导入结束后执行SET UNIQUE_CHECKS=1，恢复唯一性校验，可以提高导入的效率。

3） 手动提交事务

如果应用使用自动提交的方式，建议在导入前执行 SET AUTOCOMMIT=0，关闭自动提交，导入结束后再执行 SET AUTOCOMMIT=1，打开自动提交，也可以提高导入的效率。

9-2 优化insert语句

  • 合并insert语句

    原始的为：

    insert into tb_test values(1,'Tom');
insert into tb_test values(2,'Cat');
insert into tb_test values(3,'Jerry');

    优化后的为：

    insert into tb_test values(1,'Tom'),(2,'Cat')，(3,'Jerry');

  • 在事务中进行数据插入。

    start transaction;
insert into tb_test values(1,'Tom');
insert into tb_test values(2,'Cat');
insert into tb_test values(3,'Jerry');
commit;

  • 数据有序插入

    insert into tb_test values(4,'Tim');
insert into tb_test values(1,'Tom');
insert into tb_test values(3,'Jerry');
insert into tb_test values(5,'Rose');
insert into tb_test values(2,'Cat');

    优化后：

    insert into tb_test values(1,'Tom');
insert into tb_test values(2,'Cat');
insert into tb_test values(3,'Jerry');
insert into tb_test values(4,'Tim');
insert into tb_test values(5,'Rose');

9-3 优化order by语句

使用两种排序方式

filesort

第一种是通过对返回数据进行排序，也就是通常说的 filesort 排序，所有不是通过索引直接返回排序结果的排序都叫 FileSort 排序。

1556335817763

using index

第二种通过有序索引顺序扫描直接返回有序数据，这种情况即为 using index，不需要额外排序，操作效率高。

1556335866539

多字段排序

了解了MySQL的排序方式，优化目标就清晰了：尽量减少额外的排序，通过索引直接返回有序数据。where 条件和Order by 使用相同的索引，并且Order By 的顺序和索引顺序相同， 并且Order by 的字段都是升序，或者都是降序。否则肯定需要额外的操作，这样就会出现FileSort。

Filesort 的优化

通过创建合适的索引，能够减少 Filesort 的出现，但是在某些情况下，条件限制不能让Filesort消失，那就需要加快 Filesort的排序操作。对于Filesort ， MySQL 有两种排序算法：

1） 两次扫描算法 ：MySQL4.1 之前，使用该方式排序。首先根据条件取出排序字段和行指针信息，然后在排序区 sort buffer 中排序，如果sort buffer不够，则在临时表 temporary table 中存储排序结果。完成排序之后，再根据行指针回表读取记录，该操作可能会导致大量随机I/O操作。

2）一次扫描算法：一次性取出满足条件的所有字段，然后在排序区 sort buffer 中排序后直接输出结果集。排序时内存开销较大，但是排序效率比两次扫描算法要高。

MySQL 通过比较系统变量 max_length_for_sort_data 的大小和Query语句取出的字段总大小， 来判定是否那种排序算法，如果max_length_for_sort_data 更大，那么使用第二种优化之后的算法；否则使用第一种。

可以适当提高 sort_buffer_size 和 max_length_for_sort_data 系统变量，来增大排序区的大小，提高排序的效率。

1556338367593

9-4 优化group by语句

由于GROUP BY 实际上也同样会进行排序操作，而且与ORDER BY 相比，GROUP BY 主要只是多了排序之后的分组操作。当然，如果在分组的时候还使用了其他的一些聚合函数，那么还需要一些聚合函数的计算。所以，在GROUP BY 的实现过程中，与 ORDER BY 一样也可以利用到索引。

如果查询包含 group by 但是用户想要避免排序结果的消耗， 则可以执行order by null 禁止排序。如下 ：

explain select age,count(*) from emp group by age;

#优化后
explain select age,count(*) from emp group by age order by null;

9-5 优化嵌套查询

尽量使用多表链接（JOIN）查询来替换子查询。

连接(Join)查询之所以更有效率一些 ，是因为MySQL不需要在内存中创建临时表来完成这个逻辑上需要两个步骤的查询工作。

9-6 优化OR条件

对于包含OR的查询子句，如果要利用索引，则OR之间的每个条件列都必须用到索引 ， 而且不能使用到复合索引； 如果没有索引，则应该考虑增加索引。

在没有索引的情况下建议使用union替换or。

例如：

explain select * from emp where id = 1 or age = 30;

#优化后
select * from emp where id = 1 union select * from emp where age = 30

9-7 优化分页查询

一般分页查询时，通过创建覆盖索引能够比较好地提高性能。一个常见又非常头疼的问题就是 limit 2000000,10 ，此时需要MySQL排序前2000010 记录，仅仅返回2000000 - 2000010 的记录，其他记录丢弃，查询排序的代价非常大 。

优化思路一

在索引上完成排序分页操作，最后根据主键关联回原表查询所需要的其他列内容。

#例子
select id from tb_item order by id limit 2000000,10;
select * from tb_item t,(select id from tb_item order by id limit 2000000,10) where t.id = a.id;

优化思路二

该方案适用于主键自增且没有断层的表，可以把Limit 查询转换成某个位置的查询 。

select * from tb_item where id > 2000000 limit 10;

9-10 使用SQL提示

SQL提示，是优化数据库的一个重要手段，简单来说，就是在SQL语句中加入一些人为的提示来达到优化操作的目的。

USE INDEX

在查询语句中表名的后面，添加 use index 来提供希望MySQL去参考的索引列表，就可以让MySQL不再考虑其他可用的索引。

select * from user use index(index_name) where name = "小胖"

IGNORE INDEX

如果用户只是单纯的想让MySQL忽略一个或者多个索引，则可以使用 ignore index 作为 hint 。

 explain select * from tb_seller ignore index(idx_seller_name) where name = '小米科技';
 #忽视此索引

FORCE INDEX

 #强制使用索引
 explain select * from tb_seller force index(idx_seller_name) where name = '小米科技';

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