MySQL性能優化(六)：常見優化SQL的技巧

前期回顧：
MySQL性能優化(一)：MySQL架構與核心問題
MySQL性能優化(二)：選擇優化的數據類型
MySQL性能優化(三)：深入理解索引的這點事
MySQL性能優化(四)：如何高效正確的使用索引
MySQL性能優化(五)：爲什麼查詢速度這麼慢

在面對不夠優化、或者性能極差的SQL語句時，我們通常的想法是將重構這個SQL語句，讓其查詢的結果集和原來保持一樣，並且希望SQL性能得以提升。而在重構SQL時，一般都有一定方法技巧可供參考，本文將介紹如何通過這些技巧方法來重構SQL。

一、分解SQL

有時候對於一個複雜SQL，我們首先想到的是是否需要將一個複雜SQL分解成多個簡單SQL，來完成相同業務處理結果。

在以前，大家總是強調需要數據庫層來完成儘可能的工作，這也就不難理解在一些老的產品、項目中時常會看見很多超級複雜、超級長的SQL語句，這樣做的邏輯在以前認爲多次交互，在網絡帶寬、程序與數據庫間網絡通信等方面是一件代價很高的事情。然後在現在，無論是帶寬還是延遲，網絡速度比以前要快的很多，多次交互也沒有太大的問題。即使在一個通用服務器上，也能夠運行每秒超過10萬的查詢，所以運行多個小查詢現在已經不是大問題了。

複雜SQL的分解，在面對超級複雜SQL語句時，性能提升尤爲明顯。所以，在面對超級複雜SQL語句，並且存在性能問題時，推薦分解爲小查詢來進行優化。

不過，在應用設計的時候，如果一個查詢能夠勝任並且不會產生性能問題，這時完全可以用一個稍微複雜的SQL來完成的，倘若再死板的強制拆分成多個小查詢是不明智的。

在當今很多高性能的應用系統中，都是極力推薦使用單表操作，然後將單表查詢結果在應用程序中進行關聯，以滿足複雜業務的查詢需求。 一個SQL可以搞定事情，爲何要分開來寫，而且還得在應用程序中多次執行SQL查詢，再進行結果集的關聯，這到底爲什麼要這麼做呢？

乍一看，這樣做複雜不說而且沒有什麼好處，原本一條查詢，這樣卻變成了多條查詢。事實上，這樣分解有如下的優勢：

• 讓緩存更高效。在應用程序中，可以很方便地緩存單表查詢結果對應的結果對象，便於後續任何時候可以直接從結果對象中獲取數據。
• 分解查詢後，執行單個查詢可以減少表鎖的競爭。
• 在程序應用層做關聯，可以更容易對數據庫進行拆分，更容易做到高性能和可擴展。
• 單表查詢效率高於多表複雜查詢。
• 減少冗餘記錄的查詢。在程序應用層關聯，意味着對於某條記錄應用只需要查詢一次，而在數據庫中做關聯查詢，則可能需要重複地訪問一部分數據記錄。從這點來看，這樣的重構還可能減少網絡和內存的消耗。

二、查詢切分

有時候對於一個大查詢，即：結果集很大的查詢，我們需要採用「分而治之」的思想，將大查詢切分爲小查詢，每個查詢功能完全一樣，只是完成一小部分，每次只返回一小部分查詢結果。通俗來講，就是對where條件的過濾範圍進行切分，每次只查詢其中一部分數據，即：類似於分頁查詢。

這樣做，不管對於SQL查詢本身，還是對於上層業務來說，都是很小的開銷。最典型的的案例就是分頁查詢，目前各類框架都有了很好的支持，如：MyBatis等，只需在實際使用時稍加留意就可避免。

三、執行計劃

使用執行計劃EXPLAIN關鍵字，可以使我們知道MySQL是如何執行SQL語句的，這樣可以幫助我們分析我們的查詢語句或是表結構的性能瓶頸。EXPLAIN的查詢結果還會告訴我們索引主鍵是如何被利用的，數據表是如何被搜索或排序的…等等。

語法格式是：

EXPLAIN SELECT語句;

通過執行計劃結果，將會指導我們進一步來重構SQL語句，如：增加索引、調整索引順序、避免使用某些函數等等。

關於執行計劃，後續章節將會單獨詳細講解。

四、遵守原則

在平時寫SQL時，養成好的習慣，多加留意，很大程度上就會避免一些SQL性能問題。彙總如下：

• 永遠爲每張表設置一個ID主鍵。

• 避免使用SELECT *。

• 爲搜索字段建立索引。

• 在Join表的時候使用對應類型的列，並將其索引。

• 儘可能的使用NOT NULL。

• 越小的列會越快。

• 當只要一行數據時使用LIMIT 1。

• 操作符的優化，儘量不採用不利於索引的操作符，目的就是爲了避免全表掃描。

  1）in 和not in慎用，儘量用between代替in，用 not exists 代替 not in

  2）is null和is not null慎用

  3）!=或<>操作符能不用就不用，否則將使引擎放棄使用索引而進行全表掃描。

• ……

五、使用查詢緩存

當有很多相同的查詢被執行了多次的時候，這些查詢結果會被放入一個緩存中，這樣後續的相同查詢就不用操作而直接訪問緩存結果了。

MySQL查詢緩存保存查詢返回的完整結果。當查詢命中該緩存，MySQL會like返回結果，跳過了解析、優化和執行截斷。

這是提高查詢性能最有效的方法之一，而且這是被MySQL引擎處理的，通常MySQL默認是不開啓查詢緩存的，需要手動開啓。

查詢緩存對應用程序是完全透明的。應用程序無需關心MySQL是通過查詢返回的還是實際執行返回的結果。事實上，這兩種方式執行的結果是完全相同的。換句話說，查詢緩存無需使用任何語法。

隨着現在的通用服務器越來越強大，查詢緩存被發現是一個影響服務器擴展性的因素。它可能成爲整個服務器的資源競爭單點，在多核服務器上還可能導致服務器僵死。所以大部分時候應該默認關閉查詢緩存，如果查詢緩存作用很大的話，可以配置個幾十兆的小緩存空間。（在選擇時，需要進行權衡）

關於查詢緩存有如下參數可供配置：

• query_cache_type

  是否打開查詢緩存。可以設置OFF、ON、DEMAND，DEMAND表示只有在查詢語句中明確寫入sql_cache的語句才放入查詢緩存。

• query_cache_size

  查詢緩存使用的總內存空間，單位是字節。這個值必須是1024的整倍數，否則實際分配的數據會和指定的大小有區別。

• query_cache_min_res_unit

  在查詢緩存中分配內存塊時的最小單位。

• query_cache_limit

  緩存的最大查詢結果。如果查詢結果大於這個值，則不會被緩存。因爲查詢緩存在數據生成的時候就開始嘗試緩存數據，所以只有當結果全部返回後，MySQL才知道查詢結果是否超出限制。

關於查詢緩存，後續章節將會單獨詳細講解。