Ich beherrsche seit vielen Jahren die Verwendung von Strg-C und Strg-V zur Entwicklung von Curd-Code.
Warum ist MySQL-Abfrage langsam? Dieses Problem tritt häufig in der tatsächlichen Entwicklung auf und wird auch häufig in Interviews gestellt.
Wenn wir auf ein solches Problem stoßen, denken wir normalerweise, dass es am Index liegt.
Welche anderen Faktoren können neben Indizes dazu führen, dass Datenbankabfragen langsamer werden?
Welche Vorgänge können die Abfragefunktionen von MySQL verbessern?
Im heutigen Artikel werden wir über die Szenarien sprechen, die zu einer Verlangsamung von Datenbankabfragen führen können, und die Gründe und Lösungen nennen.
Werfen wir zunächst einen Blick darauf, welche Prozesse eine Abfrageanweisung durchläuft.
Zum Beispiel haben wir eine Datenbanktabelle
CREATE TABLE `user` ( `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键', `name` varchar(100) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '名字', `age` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '年龄', `gender` int(8) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '性别', PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_age` (`age`), KEY `idx_gender` (`gender`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
Der Anwendungscode, den wir normalerweise schreiben (go oder C++ usw.), heißt derzeit Client.
Die unterste Ebene des Clients nimmt das Kontopasswort und versucht, eine lange TCP-Verbindung zu MySQL herzustellen.
MySQLs Verbindungsverwaltungsmodul verwaltet diese Verbindung.
Nachdem die Verbindung hergestellt wurde, führt der Client eine Abfrage-SQL-Anweisung aus. Beispiel:
select * from user where gender = 1 and age = 100;
Der Client verbindet die SQL-Anweisung über das Netzwerk mit MySQL.
Nachdem MySQL die SQL-Anweisung empfangen hat, wird zunächst festgestellt, ob die SQL-Anweisung im Analyzer Grammatikfehler enthält, z. B. select Wenn ein l
weniger vorhanden ist, wird dieser geschrieben als slect
wird ein Fehler Sie haben einen Fehler in Ihrer SQL-Syntax;
gemeldet. Man kann sagen, dass dieser Fehlerbericht einer behinderten Person wie mir sehr vertraut ist. l
,写成slect
,则会报错You have an error in your SQL syntax;
。这个报错对于我这样的手残党来说可以说是很熟悉了。
接下来是优化器,在这里会根据一定的规则选择该用什么索引。
之后,才是通过执行器去调用存储引擎的接口函数。
存储引擎类似于一个个组件,它们才是mysql真正获取一行行数据并返回数据的地方,存储引擎是可以替换更改的,既可以用不支持事务的MyISAM,也可以替换成支持事务的Innodb。这个可以在建表的时候指定。比如
CREATE TABLE `user` ( ... ) ENGINE=InnoDB;
现在最常用的是InnoDB。
我们就重点说这个。
InnoDB中,因为直接操作磁盘会比较慢,所以加了一层内存提提速,叫buffer pool,这里面,放了很多内存页,每一页16KB,有些内存页放的是数据库表里看到的那种一行行的数据,有些则是放的索引信息。
查询SQL到了InnoDB中。会根据前面优化器里计算得到的索引,去查询相应的索引页,如果不在buffer pool里则从磁盘里加载索引页。再通过索引页加速查询,得到数据页的具体位置。如果这些数据页不在buffer pool中,则从磁盘里加载进来。
这样我们就得到了我们想要的一行行数据。
最后将得到的数据结果返回给客户端。
如果上面的流程比较慢的话,我们可以通过开启profiling
看到流程慢在哪。
mysql> set profiling=ON; Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.00 sec) mysql> show variables like 'profiling'; +---------------+-------+ | Variable_name | Value | +---------------+-------+ | profiling | ON | +---------------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)
然后正常执行sql语句。
这些SQL语句的执行时间都会被记录下来,此时你想查看有哪些语句被记录下来了,可以执行 show profiles;
mysql> show profiles; +----------+------------+---------------------------------------------------+ | Query_ID | Duration | Query | +----------+------------+---------------------------------------------------+ | 1 | 0.06811025 | select * from user where age>=60 | | 2 | 0.00151375 | select * from user where gender = 2 and age = 80 | | 3 | 0.00230425 | select * from user where gender = 2 and age = 60 | | 4 | 0.00070400 | select * from user where gender = 2 and age = 100 | | 5 | 0.07797650 | select * from user where age!=60 | +----------+------------+---------------------------------------------------+ 5 rows in set, 1 warning (0.00 sec)
关注下上面的query_id
,比如select * from user where age>=60
对应的query_id是1,如果你想查看这条SQL语句的具体耗时,那么可以执行以下的命令。
mysql> show profile for query 1; +----------------------+----------+ | Status | Duration | +----------------------+----------+ | starting | 0.000074 | | checking permissions | 0.000010 | | Opening tables | 0.000034 | | init | 0.000032 | | System lock | 0.000027 | | optimizing | 0.000020 | | statistics | 0.000058 | | preparing | 0.000018 | | executing | 0.000013 | | Sending data | 0.067701 | | end | 0.000021 | | query end | 0.000015 | | closing tables | 0.000014 | | freeing items | 0.000047 | | cleaning up | 0.000027 | +----------------------+----------+ 15 rows in set, 1 warning (0.00 sec)
通过上面的各个项,大家就可以看到具体耗时在哪。比如从上面可以看出Sending data的耗时最大,这个是指执行器开始查询数据并将数据发送给客户端的耗时,因为我的这张表符合条件的数据有好几万条,所以这块耗时最大,也符合预期。
一般情况下,我们开发过程中,耗时大部分时候都在Sending data
mysql> set global max_connections= 500; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> show variables like 'max_connections'; +-----------------+-------+ | Variable_name | Value | +-----------------+-------+ | max_connections | 500 | +-----------------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)🎜die derzeit am häufigsten verwendete Variante 🎜InnoDB🎜. 🎜🎜Konzentrieren wir uns darauf. 🎜🎜Da der direkte Betrieb der Festplatte langsam ist, wird zur Beschleunigung eine Speicherschicht namens 🎜Pufferpool hinzugefügt. Es gibt viele Speicherseiten, jede Seite ist 16 KB groß. Die Art von zeilenweisen Daten, die Sie in sehen, und einige davon enthalten Indexinformationen. 🎜🎜
Profiling
aktivieren. 🎜func Init() { db, err := gorm.Open(mysql.Open(conn), config) sqlDB, err := db.DB() // SetMaxIdleConns 设置空闲连接池中连接的最大数量 sqlDB.SetMaxIdleConns(200) // SetMaxOpenConns 设置打开数据库连接的最大数量 sqlDB.SetMaxOpenConns(1000) }🎜Dann führen Sie die SQL-Anweisung normal aus. 🎜🎜Die Ausführungszeit dieser SQL-Anweisungen wird aufgezeichnet. Wenn Sie zu diesem Zeitpunkt sehen möchten, welche Anweisungen aufgezeichnet wurden, können Sie
profile anzeigen
ausführen. 🎜mysql> show global variables like 'innodb_buffer_pool_size'; +-------------------------+-----------+ | Variable_name | Value | +-------------------------+-----------+ | innodb_buffer_pool_size | 134217728 | +-------------------------+-----------+ 1 row in set (0.01 sec)🎜Beachten Sie die obigen Hinweise query_id, zum Beispiel die query_id, die
select * from user where age>=60
entspricht 1. Wenn Sie den spezifischen Zeitverbrauch dieser SQL-Anweisung überprüfen möchten, können Sie dies tun Führen Sie den folgenden Befehl aus. 🎜mysql> set global innodb_buffer_pool_size = 536870912; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec) mysql> show global variables like 'innodb_buffer_pool_size'; +-------------------------+-----------+ | Variable_name | Value | +-------------------------+-----------+ | innodb_buffer_pool_size | 536870912 | +-------------------------+-----------+ 1 row in set (0.01 sec)🎜Anhand der oben genannten Punkte können Sie sehen, wo die konkrete Zeit verbracht wird. Aus dem Obigen geht beispielsweise hervor, dass das Senden von Daten die meiste Zeit in Anspruch nimmt. Dies bezieht sich auf die Zeit, die der Ausführende benötigt, um mit der Abfrage der Daten zu beginnen und die Daten an den Client zu senden, da meine Tabelle Zehntausende qualifizierter Daten enthält Daten, daher nimmt dieser Teil die meiste Zeit in Anspruch und entspricht den Erwartungen. 🎜🎜Im Allgemeinen verbringen wir während unseres Entwicklungsprozesses die meiste Zeit mit der Phase
Senden von Daten
. Wenn es in dieser Phase langsam ist, denken wir am wahrscheinlichsten an indexbezogene Gründe. 🎜Indexbezogene Probleme können im Allgemeinen mit dem Befehl „explain“ analysiert werden. Dadurch können Sie sehen, welche Indizes verwendet werden, und wahrscheinlich wie viele Zeilen gescannt werden und andere Informationen.
MySQL prüft, welcher Index in der Optimierungsphase ausgewählt werden soll, und die Abfragegeschwindigkeit wird schneller.
Im Allgemeinen werden hauptsächlich mehrere Faktoren berücksichtigt, wie zum Beispiel:
explain select * from user where age>=60
, um sie zu analysieren. type
als ALL, was bedeutet vollständiger Tabellenscan explain select * from user where age>=60
分析一下。
上面的这条语句,使用的type
为ALL,意味着是全表扫描,possible_keys
是指可能用得到的索引,这里可能使用到的索引是为age建的普通索引,但实际上数据库使用的索引是在key
那一列,是NULL
。也就是说这句sql不走索引,全表扫描。
这个是因为数据表里,符合条件的数据行数(rows
)太多,如果使用age索引,那么需要将它们从age索引中读出来,并且age索引是普通索引,还需要回表找到对应的主键才能找到对应的数据页。算下来还不如直接走主键划算。于是最终选择了全表扫描。
当然上面只是举了个例子,实际上,mysql执行sql时,不用索引或者用的索引不符合我们预期这件事经常发生,索引失效的场景有很多,比如用了不等号,隐式转换等,这个相信大家背八股文的时候也背过不少了,我也不再赘述。
聊两个生产中容易遇到的问题吧。
实际开发中有些情况比较特殊,比如有些数据库表一开始数据量小,索引少,执行sql时,确实使用了符合你预期的索引。但随时时间边长,开发的人变多了,数据量也变大了,甚至还可能会加入一些其他重复多余的索引,就有可能出现用着用着,用到了不符合你预期的其他索引了。从而导致查询突然变慢。
这种问题,也好解决,可以通过force index
指定索引。比如
通过explain
可以看出,加了force index之后,sql就选用了idx_age这个索引了。
有些sql,用explain
, possible_keys
bezieht sich auf
Die Indizes, die hier verwendet werden können, sind gewöhnliche Indizes, die für das Alter erstellt wurden, aber tatsächlich befindet sich der von der Datenbank verwendete Index in der Spalte key
ist NULL
. Mit anderen Worten: Diese SQL verwendet nicht den Index, sondern scannt die gesamte Tabelle. Dies liegt daran, dass die Datentabelle zu viele qualifizierte Datenzeilen (rows
) enthält. Wenn Sie den Altersindex verwenden, müssen Sie diese aus dem Altersindex auslesen normaler Index, Sie müssen auch
, um den entsprechenden Primärschlüssel
Datenseite zu finden. Schließlich ist es nicht so kostengünstig wie die direkte Verwendung des Primärschlüssels. Also habe ich mich schließlich für einen vollständigen Tabellenscan entschieden.
Natürlich ist das Obige nur ein Beispiel. Wenn MySQL SQL ausführt, wird tatsächlich kein Index verwendet oder der verwendete Index entspricht nicht unseren Erwartungen. Es gibt viele Szenarien, in denen der Index fehlschlägt Verwenden desUngleichheitszeichens, Ausblenden der Formelumrechnung usw. Ich glaube, Sie haben sich das beim Auswendiglernen von achtteiligen Aufsätzen oft eingeprägt, deshalb werde ich nicht auf Details eingehen.
Lassen Sie uns über zwei Probleme sprechen, die in der Produktion leicht auftreten können.force index
angegeben wird🎜. Zum Beispiel 🎜🎜explain
geht hervor, dass nach dem Hinzufügen von Force index, sql wird verwendet Der Index idx_age wird hinzugefügt. 🎜explain
verwenden, wird es offensichtlich indiziert, aber es ist immer noch sehr langsam. Im Allgemeinen gibt es zwei Situationen: 🎜🎜Die erste ist, dass die Indexunterscheidung zu niedrig ist. Beispielsweise wird der vollständige Pfad des URL-Links der Webseite für die Indizierung verwendet. Auf den ersten Blick handelt es sich bei allen um denselben Domainnamen . Wenn die Länge des 🎜Präfixindex🎜 nicht lang genug ist, dann ist die Indizierung ähnlich wie beim 🎜vollständigen Tabellenscan🎜. Der richtige Ansatz besteht darin, zu versuchen, die 🎜Differenzierung 🎜 des Indexes zu erhöhen. Entfernen Sie beispielsweise den Domänennamen und verwenden Sie nur den folgenden URI-Teil für die Indizierung. 🎜🎜🎜🎜🎜Der zweite Grund ist, dass die im Index übereinstimmenden Daten zu groß sind. Zu diesem Zeitpunkt muss auf das Feld „Zeilen“ in der Erklärung geachtet werden. 🎜🎜Es wird verwendet, um die Anzahl der Zeilen zu schätzen, die für diese Abfrageanweisung überprüft werden müssen. Es ist möglicherweise nicht ganz genau, kann aber eine ungefähre Größenordnung widerspiegeln. 🎜🎜Wenn es sehr groß ist, treten im Allgemeinen die folgenden Situationen auf. 🎜limit
限制下。如果确实要拿全部,那也不能一次性全拿,今天你数据量小,可能一次取一两万都没啥压力,万一哪天涨到了十万级别,那一次性取就有点吃不消了。你可能需要分批次取,具体操作是先用order by id
排序一下,拿到一批数据后取最大id
作为下次取数据的起始位置。索引相关的原因我们聊完了,我们来聊聊,除了索引之外,还有哪些因素会限制我们的查询速度的。
我们可以看到,mysql的server层里有个连接管理,它的作用是管理客户端和mysql之间的长连接。
正常情况下,客户端与server层如果只有一条连接,那么在执行sql查询之后,只能阻塞等待结果返回,如果有大量查询同时并发请求,那么后面的请求都需要等待前面的请求执行完成后,才能开始执行。
因此很多时候我们的应用程序,比如go或java这些,会打印出sql执行了几分钟的日志,但实际上你把这条语句单独拎出来执行,却又是毫秒级别的。 这都是因为这些sql语句在等待前面的sql执行完成。
怎么解决呢?
如果我们能多建几条连接,那么请求就可以并发执行,后面的连接就不用等那么久了。
而连接数过小的问题,受数据库和客户端两侧同时限制。
mysql的最大连接数默认是100
, 最大可以达到16384
。
可以通过设置mysql的max_connections
参数,更改数据库的最大连接数。
mysql> set global max_connections= 500; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> show variables like 'max_connections'; +-----------------+-------+ | Variable_name | Value | +-----------------+-------+ | max_connections | 500 | +-----------------+-------+ 1 row in set (0.00 sec)
上面的操作,就把最大连接数改成了500。
数据库连接大小是调整过了,但貌似问题还是没有变化?还是有很多sql执行达到了几分钟,甚至超时?
那有可能是因为你应用侧(go,java写的应用,也就是mysql的客户端)的连接数也过小。
应用侧与mysql底层的连接,是基于TCP协议的长链接,而TCP协议,需要经过三次握手和四次挥手来实现建连和释放。如果我每次执行sql都重新建立一个新的连接的话,那就要不断握手和挥手,这很耗时。所以一般会建立一个长连接池,连接用完之后,塞到连接池里,下次要执行sql的时候,再从里面捞一条连接出来用,非常环保。
我们一般写代码的时候,都会通过第三方的orm库来对数据库进行操作,而成熟的orm库,百分之一千万都会有个连接池。
而这个连接池,一般会有个大小。这个大小就控制了你的连接数最大值,如果说你的连接池太小,都还没有数据库的大,那调了数据库的最大连接数也没啥作用。
一般情况下,可以翻下你使用的orm库的文档,看下怎么设置这个连接池的大小,就几行代码的事情,改改就好。比如go语言里的gorm
里是这么设置的
func Init() { db, err := gorm.Open(mysql.Open(conn), config) sqlDB, err := db.DB() // SetMaxIdleConns 设置空闲连接池中连接的最大数量 sqlDB.SetMaxIdleConns(200) // SetMaxOpenConns 设置打开数据库连接的最大数量 sqlDB.SetMaxOpenConns(1000) }
连接数是上去了,速度也提升了。
曾经遇到过面试官会追问,有没有其他办法可以让速度更快呢?
那必须要眉头紧锁,假装思考,然后说:有的。
我们在前面的数据库查询流程里,提到了进了innodb之后,会有一层内存buffer pool,用于将磁盘数据页加载到内存页中,只要查询到buffer pool里有,就可以直接返回,否则就要走磁盘IO,那就慢了。
也就是说,如果我的buffer pool 越大,那我们能放的数据页就越多,相应的,sql查询时就更可能命中buffer pool,那查询速度自然就更快了。
可以通过下面的命令查询到buffer pool的大小,单位是Byte
。
mysql> show global variables like 'innodb_buffer_pool_size'; +-------------------------+-----------+ | Variable_name | Value | +-------------------------+-----------+ | innodb_buffer_pool_size | 134217728 | +-------------------------+-----------+ 1 row in set (0.01 sec)
也就是128Mb
。
如果想要调大一点。可以执行
mysql> set global innodb_buffer_pool_size = 536870912; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec) mysql> show global variables like 'innodb_buffer_pool_size'; +-------------------------+-----------+ | Variable_name | Value | +-------------------------+-----------+ | innodb_buffer_pool_size | 536870912 | +-------------------------+-----------+ 1 row in set (0.01 sec)
这样就把buffer pool增大到512Mb了。
但是吧,如果buffer pool大小正常,只是别的原因导致的查询变慢,那改buffer pool毫无意义。
但问题又来了。
这个我们可以看buffer pool的缓存命中率。
通过 show status like 'Innodb_buffer_pool_%';
可以看到跟buffer pool有关的一些信息。
Innodb_buffer_pool_read_requests
表示读请求的次数。
Innodb_buffer_pool_reads
表示从物理磁盘中读取数据的请求次数。
所以buffer pool的命中率就可以这样得到:
buffer pool 命中率 = 1 - (Innodb_buffer_pool_reads/Innodb_buffer_pool_read_requests) * 100%
比如我上面截图里的就是,1 - (405/2278354) = 99.98%。可以说命中率非常高了。
一般情况下buffer pool命中率都在99%
以上,如果低于这个值,才需要考虑加大innodb buffer pool的大小。
当然,还可以把这个命中率做到监控里,这样半夜sql变慢了,早上上班还能定位到原因,就很舒服。
前面提到的是在存储引擎层里加入了buffer pool用于缓存内存页,这样可以加速查询。
那同样的道理,server层也可以加个缓存,直接将第一次查询的结果缓存下来,这样下次查询就能立刻返回,听着挺美的。
按道理,如果命中缓存的话,确实是能为查询加速的。但这个功能限制很大,其中最大的问题是只要数据库表被更新过,表里面的所有缓存都会失效,数据表频繁的更新,就会带来频繁的缓存失效。所以这个功能只适合用于那些不怎么更新的数据表。
另外,这个功能在8.0版本
之后,就被干掉了。所以这功能用来聊聊天可以,没必要真的在生产中使用啊。
最近原创更文的阅读量稳步下跌,思前想后,夜里辗转反侧。
我有个不成熟的请求。
离开广东好长时间了,好久没人叫我靓仔了。
大家可以在评论区里,叫我一靓仔吗?
我这么善良质朴的愿望,能被满足吗?
如果实在叫不出口的话,能帮我点下右下角的点赞和在看吗?
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