mysql优化----大数据下的分页，延迟关联，索引与排序的关系，重复索引与冗余索引，索引碎片与维护

2021-07-17 11:09:09

理想的索引，高效的索引建立考虑：
1:查询频繁度（哪几个字段经常查询就加上索引） 2:区分度要高  3:索引长度要小  4: 索引尽量能覆盖常用查询字段（如果把所有的列都加上索引，那么索引就会变得很大）

1: 索引长度直接影响索引文件的大小,影响增删改的速度,并间接影响查询速度(占用内存多).

针对列中的值,从左往右截取部分,来建索引
1: 截的越短, 重复度越高,区分度越小, 索引效果越不好
2: 截的越长, 重复度越低,区分度越高, 索引效果越好,但带来的影响也越大--增删改变慢,并间影响查询速度.

所以, 我们要在  区分度 + 长度  两者上,取得一个平衡.

惯用手法: 截取不同长度,并测试其区分度,

mysql> select count(distinct left(word,6))/count(*) from dict; 
+---------------------------------------------------+
| count(distinct left(word,6))/count(*) |
+---------------------------------------------------+
|                        0.9992 |
+---------------------------------------------------+
1 row in set (0.30 sec)

对于一般的系统应用: 区别度能达到0.1,索引的性能就可以接受.

2:对于左前缀不易区分的列 ,建立索引的技巧
如 url列http://www.baidu.com，http://www.zixue.it，列的前11个字符都是一样的,不易区分, 可以用如下2个办法来解决。
 
1: 把列内容倒过来存储,并建立索引
Moc.udiab.www//:ptth
Ti.euxiz.www//://ptth
这样左前缀区分度大,
 
2: 伪hash索引效果，存一个伪哈希列，把字符串转成整形降低索引长度。
同时存 url_hash列

explain select * from t9 where url=’http://www.baidu.com’ \G

mysql> select crc32('http://wwww.baidu.com.cn');

+-----------------------------------+

| crc32('http://wwww.baidu.com.cn') |

+-----------------------------------+
|                        3865391929 |

+-----------------------------------+
索引长度key_len:50，

mysql> select * from t41 where crcstr=3865391929;

大数据下的分页：
limit 及翻页优化，limit offset,N,  当offset非常大时, 效率极低,
原因是mysql并不是跳过offset行,然后单取N行,
而是取offset+N行（跳过100万行，就是返回100万行，然后返回n行，再把其他的行扔掉）
效率较低,当offset越大时,效率越低
 

mysql> select * from emp limit 1000000,3;

+---------+--------+----------+-----+------------+---------+--------+--------+
| empno   | ename  | job      | mgr | hiredate   | sal     | comm   | deptno |

+---------+--------+----------+-----+------------+---------+--------+--------+
| 1100002 | JItXJo | SALESMAN |   1 | 2018-01-05 | 2000.00 | 400.00 |    266 |
| 1100003 | LdkQxP | SALESMAN |   1 | 2018-01-05 | 2000.00 | 400.00 |    347 |
| 1100004 | YOcUrZ | SALESMAN |   1 | 2018-01-05 | 2000.00 | 400.00 |    460 |

+---------+--------+----------+-----+------------+---------+--------+--------+

3 rows in set (0.48 sec)

mysql> select * from emp limit 3000000,3;

+---------+--------+----------+-----+------------+---------+--------+--------+
| empno   | ename  | job      | mgr | hiredate   | sal     | comm   | deptno |

+---------+--------+----------+-----+------------+---------+--------+--------+
| 3100002 | HsQcNK | SALESMAN |   1 | 2018-01-05 | 2000.00 | 400.00 |    106 |
| 3100003 | TOpgMq | SALESMAN |   1 | 2018-01-05 | 2000.00 | 400.00 |    202 |
| 3100004 | XHtWAN | SALESMAN |   1 | 2018-01-05 | 2000.00 | 400.00 |    143 |

+---------+--------+----------+-----+------------+---------+--------+--------+

3 rows in set (1.11 sec)
当跳过数量过多时，时间就长了。
 
 
 
优化办法:
1: 从业务上去解决
办法: 不允许翻过100页
以百度为例,一般翻页到70页左右.
 
1:不用offset,用条件查询.
例:

mysql> select id,name from lx_com limit 5000000,10;

+---------+--------------------------------------------+

| id      | name                                       |

+---------+--------------------------------------------+
| 5554609 | 温泉县人民*供暖中心          |
..................
| 5554618 | 温泉县邮政鸿盛公司                |

+---------+--------------------------------------------+

10 rows in set (5.33 sec)
 

mysql> select id,name from lx_com where id>5000000 limit 10;

+---------+--------------------------------------------------------+

| id      | name                                                   |

+---------+--------------------------------------------------------+
| 5000001 | 南宁市嘉氏百货有限责任公司                |
.................
| 5000002 | 南宁市友达电线电缆有限公司                |

+---------+--------------------------------------------------------+

10 rows in set (0.00 sec)
这种方式要求数据没有删过，id是连续的。
 
问题: 2次的结果不一致
原因: 数据被物理删除过,有空洞.
解决: 数据不进行物理删除(可以逻辑删除).
 
 
 
(一般来说,大网站的数据都是不物理删除的,只做逻辑删除，逻辑标记 ,比如 is_delete=1)
 
3: 非要物理删除,还非要用offset精确查询,还不能限制用户分页，用户可以直接跳到100万页，怎么办? 延迟关联。
分析: 优化思路是 不查,少查,查索引,少取.
我们现在必须要查,则只查索引,不查数据,得到id，id索引再内存里面， 再用id去查具体条目.  这种技巧就是延迟索引.

mysql> select id,name from lx_com inner join (select id from lx_com limit 5000000,10) as tmp using(id);
 

之前的select * from emp limit 5000000,10;是在索引数上找了500万行并且回行了500万次来找name,因此回行到硬盘找了500万次。

select id,name from lx_com inner join (select id from lx_com limit 5000000,10) as tmp using(id);这个是先再索引树上找到10行，然后回行10次到硬盘就可以了。

+---------+-----------------------------------------------+

| id      | name                                          |

+---------+-----------------------------------------------+
| 5050425 | 陇县河北乡大谈湾小学                |
........
| 5050434 | 陇县堎底下镇水管站                   |

+---------+-----------------------------------------------+

10 rows in set (1.35 sec)
 
延迟关联：

mysql> select * from it_area where name like '%东山%';

+------+-----------+------+

| id   | name      | pid  |

+------+-----------+------+
|  757 | 东山区 |  751 |
| 1322 | 东山县 | 1314 |
| 2118 | 东山区 | 2116 |
| 3358 | 东山区 | 3350 |

+------+-----------+------+

4 rows in set (0.00 sec)
 
分析: 这句话用到了索引覆盖没有?
答: 没有,1 查询了所有列, 没有哪个索引,覆盖了所有列.

   2  like %xx%”,左右都是模糊查询, name本身,都没用上索引
 
第2种做法:

select a.* from it_area as a inner join (select id from it_area where name like '%东山%') as t on a.id=t.id;
 
Show profiles; 查看效率:

|       18 | 0.00183800 | select * from it_area where name like '%东山%'                                                                                                                                       

|       20 | 0.00169300 | select a.* from it_area as a inner join (select id from it_area where name like '%东山%') as t on a.id=t.id         |
 
发现 第2种做法,虽然语句复杂,但速度却稍占优势.
 
第2种做法中, 内层查询,只沿着name索引层顺序走, name索引层包含了id值的.
所以,走完索引层之后,找到所有合适的id,

再通过join, 用id一次性查出所有列. 走完name列再取.
 
第1种做法: 沿着name的索引文件走, 走到满足的条件的索引,就取出其id,
并通过id去取数据, 边走边回行取.
 
通过id查找硬盘行的过程被延后了. --- 这种技巧,称为”延迟关联”.

3:多列索引

 3.1 多列索引的考虑因素--- 
列的查询频率 , 列的区分度,
以ecshop商城为例, goods表中的cat_id,brand_id,做多列索引
从区分度看,Brand_id区分度更高,

mysql> select count(distinct cat_id) / count(*) from  goods;

+-----------------------------------+

| count(distinct cat_id) / count(*) |

+-----------------------------------+
|                            0.2903 |

+-----------------------------------+

1 row in set (0.00 sec)
 
mysql> select count(distinct brand_id) / count(*) from  goods;

+-------------------------------------+

| count(distinct brand_id) / count(*) |

+-------------------------------------+
|                              0.3871 |

+-------------------------------------+

1 row in set (0.00 sec)
 
但从 商城的实际业务业务看, 顾客一般先选大分类->小分类->品牌,

最终选择 index(cat_id,brand_id)来建立索引
 
有如下表(innodb引擎), sql语句在笔记中,
给定日照市,查询子地区, 且查询子地区的功能非常频繁,
如何优化索引及语句?
 
+------+-----------+------+

| id   | name      | pid  |

+------+-----------+------+
| .... | .... | .... |
| 1584 | 日照市 | 1476 |
| 1586 | 东港区 | 1584 |
| 1587 | 五莲县 | 1584 |
| 1588 | 莒县    | 1584 |

+------+-----------+------+
 
1: 不加任何索引,自身连接查询

mysql> explain select s.id,s.name from it_area as p inner join it_area as s on p.id=s.pid   where p.name='日照市' \G
*************************** 1. row ***************************

           id: 1

  select_type: SIMPLE

        table: p

         type: ALL

possible_keys: NULL

          key: NULL

      key_len: NULL

          ref: NULL

         rows: 3263

        Extra: Using where
*************************** 2. row ***************************

           id: 1

  select_type: SIMPLE

        table: s

         type: ALL

possible_keys: NULL

          key: NULL

      key_len: NULL

          ref: NULL

         rows: 3263

        Extra: Using where; Using join buffer

2 rows in set (0.00 sec)
 
2: 给name加索引

mysql> explain select s.id,s.name from it_area as p inner join it_area as s on p.id=s.pid   where p.name='日照市' \G
*************************** 1. row ***************************

           id: 1

  select_type: SIMPLE

        table: p

         type: ref

possible_keys: name

          key: name

      key_len: 93

          ref: const

         rows: 1

        Extra: Using where
*************************** 2. row ***************************

           id: 1

  select_type: SIMPLE

        table: s

         type: ALL

possible_keys: NULL

          key: NULL

      key_len: NULL

          ref: NULL

         rows: 3243

        Extra: Using where; Using join buffer

2 rows in set (0.00 sec)
 
3: 在Pid上也加索引

mysql> explain select s.id,s.name from it_area as p inner join it_area as s on p.id=s.pid   where p.name='日照市' \G
*************************** 1. row ***************************

           id: 1

  select_type: SIMPLE

        table: p

         type: ref

possible_keys: name

          key: name

      key_len: 93

          ref: const

         rows: 1

        Extra: Using where
*************************** 2. row ***************************

           id: 1

  select_type: SIMPLE

        table: s

         type: ref
possible_keys: pid

          key: pid

      key_len: 5

          ref: big_data.p.id

         rows: 4

        Extra: Using where

2 rows in set (0.00 sec)

索引与排序的关系：
排序可能发生2种情况:

1: 对于覆盖索引,直接在索引上查询时,就是有顺序的, using index
2: 先取出数据,形成临时表做filesort(文件排序,但文件排序可能在磁盘上,也可能在内存中)
 
我们的争取目标-----取出来的数据本身就是有序的! 免得还要排序。也就是利用索引来排序.索引不仅仅是利用在where查询上，排序也可以的。
 
比如: goods商品表, (cat_id,shop_price)组成联合索引,

where cat_id=N order by shop_price ,可以利用索引来排序,

select goods_id,cat_id,shop_price from goods order by shop_price;

order by shop_price按照shop_price索引取出的结果,本身就是有序的.不用file sort了。
 
select goods_id,cat_id,shop_price from goods order by click_count;

// using filesort 用到了文件排序,即取出的结果再次排序，order by click_count要根据click_count排序，而click_count无序。
 
所以索引可以提高查询、排序、分组效率。

重复索引与冗余索引：
重复索引:一个列增加了多次索引，index1(x)给x加一个索引名字叫index1，后来忘记了又加一个index2(x)给x又加了一个索引叫index2。叫重复索引, mysql允许重复索引，但是重复索引没有任何帮助,只会增大索引文件,拖慢更新速度, 去掉.
 
冗余索引:

冗余索引是指2个索引所覆盖的列有重叠, 称为冗余索引，比如 x,m,列，给x单加索引index x(x),  给x和m加多列索引index xm(x,m)，两者的x列重叠了，这种情况,称为冗余索引。
 
Index(m,x)与index(x,m)叫冗余索引，不叫重复索引，因为这2个索引不是同一回事。(m,x)是再m排好序的基础上排x，而(x,m)是在x的下面排m。他们2个的索引文件是截然不同的，不是同一个索引。

索引碎片与维护：
在长期的数据更改过程中, 索引文件和数据文件,都将产生空洞,形成碎片。比如删除之后就会留下空的地方，增大了就会多出来地方。 这时候索引的效率和表的查询效率都会降低。

我们可以通过一个nop操作(no operate不产生对数据实质影响的操作), 来修改表.

比如: 表的引擎为innodb , 可以 alter table xxx engine innodb也可以optimize table 表名 ,也可以修复，重新规整数据和文件。（表大的话比较耗时，夜间操作）
 
注意: 修复表的数据及索引碎片,就会把所有的数据文件重新整理一遍,使之对齐.
这个过程,如果表的行数比较大,也是非常耗费资源的操作.所以,不能频繁的修复.
 
如果表的Update操作很频率,可以按周/月,来修复.如果不频繁,可以更长的周期来做修复.

本文转自农夫山泉别墅博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/yaowen/p/8296333.html，如需转载请自行联系原作者

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