数据库字段设计性能与效率之查询优化

MySQL中并没有提供针对查询条件的优化功能,因此需要开发者在程序中对查询条件的先后顺序人工进行优化。例如如下的SQL语句:
SELECT * FROM table WHERE a>’0’ AND b<’1’ ORDER BY c LIMIT 10;
事实上无论a>’0’还是b<’1’哪个条件在前,得到的结果都是一样的,但查询速度就大不相同,尤其在对大表进行操作时。
开发者需要牢记这个原则:最先出现的条件,一定是过滤和排除掉更多结果的条件;第二出现的次之;以此类推。因而,表中不同字段的值的分布,对查询速度有着很大影响。而ORDER BY中的条件,只与索引有关,与条件顺序无关。
除了条件顺序优化以外,针对固定或相对固定的SQL查询语句,还可以通过对索引结构进行优化,进而实现相当高的查询速度。原则是:在大多数情况下,根据WHERE条件的先后顺序和ORDER BY的排序字段的先后顺序而建立的联合索引,就是与这条SQL语句匹配的最优索引结构。尽管,事实的产品中不能只考虑一条SQL语句,也不能不考虑空间占用而建立太多的索引。
同样以上面的SQL语句为例,最优的当table表的记录达到百万甚至千万级后,可以明显的看到索引优化带来的速度提升。
依据上面条件优化和索引优化的两个原则,当table表的值为如下方案时,可以得出最优的条件顺序方案:
字段a 字段b 字段c
1 7 11
2 8 10
3 9 13
最优条件:b<’1’ AND a>’0’最优索引:INDEX abc (b, a, c) 原因:b<’1’作为第一条件可以先过滤掉75%的结果。如果以a>’0’作为第一条件,则只能先过滤掉25%的结果
注意:

  • 字段c由于未出现于条件中,故条件顺序优化与其无关
  • 最优索引由最优条件顺序得来,而非由例子中的SQL语句得来
  • 索引并非修改数据存储的物理顺序,而是通过对应特定偏移量的物理数据而实现的虚拟指针
EXPLAIN语句是检测索引和查询能否良好匹配的简便方法。在phpMyAdmin或其他MySQL客户端中运行EXPLAIN+查询语句,例如EXPLAIN SELECT * FROM table WHERE a>’0’ AND b<’1’ ORDER BY c;这种形式,即使得开发者无需模拟上百万条数据,也可以验证索引是否合理,相关细节请参考MySQL说明。
值得提出的是,Using filesort是最不应当出现的情况,如果EXPLAIN得出此结果,说明数据库为这个查询专门建立了一个用以缓存结果的临时表文件,并在查询结束后删除。众所周知,硬盘I/O速度始终是计算机存储的瓶颈,因此,查询中应当尽全力避免高执行频率的SQL语句使用filesort。尽管,开发者永远都不可能保证产品中的全部SQL语句都不会使用filesort。
限于篇幅,本文档远远没有涵盖数据库优化的方方面面,例如:联合索引与普通索引的可重用性、JOIN连接的索引设计、MEMORY/HEAP表等。数据库优化实际上就是在很多因素和利弊间不断权衡、修改,惟有在成功与失败经验中反复推敲才能得出的经验,这种经验往往就是最难能可贵和价值连城的。

 

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