MySQL分页优化(SQL篇)

上文提到可以通过去除跳页和限制翻页来减少整个系统的压力。然而PD往往会考虑到用户体验,不愿意去推动这种功能上的删减。
家家有本难念的经,可以理解PD的苦衷。那么作为一个DBA,就只能从SQL上去优化分页的性能了。

假设我们有一个需要分页的表,如下:
CREATE TABLE `test` (
`id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`b` int(11) NOT NULL,
`c` datetime NOT NULL,
`d` varchar(1000) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_b_c` (`b`,`c`),
KEY `idx_b_id` (`b`,`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
ID为自增,b为随机数,c为递增的时间,d为长度1000的字符串。往里面插入200w+数据。

典型的分页语句如下:
SQL1:select SQL_NO_CACHE * from test force index(idx_b_c) where b=1 order by c desc limit 2000,10
在六块磁盘做RAID10的情况下,SQL1需要耗费6s以上。explain SQL1可以得到以下结果:
+—-+————-+——-+——+—————+———+———+——-+——+————-+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+—-+————-+——-+——+—————+———+———+——-+——+————-+
| 1 | SIMPLE | test | ref | idx_b_c | idx_b_c | 4 | const | 2574 | Using where |
+—-+————-+——-+——+—————+———+———+——-+——+————-+
using where表示MySQL从InnoDB获取了数据之后还要根据条件进行筛选,也就是limit 2000,10那部分。
从原理上说,MySQL是根据二级索引来获取符合条件(b=1)的记录主键(id),再根据记录的主键(id)去查询相应的记录。
然而这里有两种做法:
一种是,先查询出2010条记录的id,回表查询数据,再将2012条完整记录发给MySQL以便筛选最后10条;
另外一种是,先查询出2010条记录的id,筛选出最后10条记录的id再回表查询,最后返回10条完整记录给MySQL。
在回表次数很多(limit决定)的情况下,显然第二种方法是比较快的,而MySQL默认采用了第一种。

于是我们有了改进版本的分页语句:
SQL2:select SQL_NO_CACHE * from test, (select SQL_NO_CACHE id from test force index(idx_b_c_id) where b=1 order by c desc limit 2000,10) temp where test.id=temp.id
SQL2的耗时在0.05s左右(我在做这个实验时开启了O_DIRECT,并且每次查询前都要重启数据库,所以不用担心buffer的影响)。
explain SQL2可以得到:
explain select SQL_NO_CACHE * from test, (select SQL_NO_CACHE id from test force index(idx_b_c) where b=1 order by c desc limit 2000,10) temp where test.id=temp.id;
+—-+————-+————+——–+—————+———+———+———+——+————————–+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+—-+————-+————+——–+—————+———+———+———+——+————————–+
| 1 | PRIMARY | | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 10 | |
| 1 | PRIMARY | test | eq_ref | PRIMARY | PRIMARY | 8 | temp.id | 1 | |
| 2 | DERIVED | test | ref | idx_b_c | idx_b_c | 4 | | 2574 | Using where; Using index |
+—-+————-+————+——–+—————+———+———+———+——+————————–+
3 rows in set (0.00 sec)
虽然还是难以避免地扫过了2574个id(该数字不准确),但是回表次数大大降低了。SQL 2只需要回表10次(0.05s),而SQL1需要2010次(6s+)。回表带来的大量随机IO就这样被SQL2避免了。

仔细思考分页需求,是否还可以进一步优化SQL2?
答案是肯定的。虽然回表次数没有办法减少了,但是我们可以想办法减少二级索引的扫描次数。请看第三个分页语句:
SQL 3:select SQL_NO_CACHE * from test force index(idx_b_id) where b=1 and id 这样的优化是带有一定条件的。其中最重要的一条就是,id字段和c字段在功能上可以互换。在很多系统(包括淘宝的评价系统)中,自增ID和记录创建时间一般满足这个条件;其次,SQL 3只能提供翻页功能,而且必须在客户端缓存当前页的最大id和最小id,以便翻页SQL的生成。若要优化跳页,还必须加上SQL 2。在一定程度上,这种优化方式使得代码更加复杂了;再其次,索引结构需要调整,大家可以看到SQL 2和SQL 3用的索引是不一样的。对于繁忙的系统,很多大表根本就没法调整索引结构,这也限制了SQL 3的使用场景。

如果大家懒得做大改变,那么请注意一下翻页SQL的desc和asc写法:
select SQL_NO_CACHE * from test force index(idx_b_c) where b=1 order by c desc n,10
select SQL_NO_CACHE * from test force index(idx_b_c) where b=1 order by c asc n,10
针对同一个请求,这两个SQL的效率是不一样的。假设评价总共有1000页,每页有10条记录。用户想要查看第88页的内容。
select SQL_NO_CACHE * from test force index(idx_b_c) where b=1 order by c desc 870,10
select SQL_NO_CACHE * from test force index(idx_b_c) where b=1 order by c asc 9120,10
一般而言,n越大SQL的效率会越差。而我们在得到了具体的页数之后,往往可以计算一下desc和asc各自的n是多少,从而选择更有效率的查询SQL。

分页优化很值得研究,我在这先抛砖引玉了,希望大家也谈谈自己的优化经验。

 

一般刚开始学SQL的时候,会这样写

SELECT * FROM table ORDER BY id LIMIT 1000, 10;

但在数据达到百万级的时候,这样写会慢死

SELECT * FROM table ORDER BY id LIMIT 1000000, 10;

也许耗费几十秒
网上很多优化的方法是这样的

SELECT * FROM table WHERE id >= (SELECT id FROM table LIMIT 1000000, 1) LIMIT 10;

是的,速度提升到0.x秒了,看样子还行了
可是,还不是完美的!
以下这句才是完美的!

SELECT * FROM table WHERE id BETWEEN 1000000 AND 1000010;

比上面那句,还要再快5至10倍

另外,如果需要查询 id 不是连续的一段,最佳的方法就是先找出 id ,然后用 in 查询

SELECT * FROM table WHERE id IN(10000, 100000, 1000000…);

再分享一点
查询字段一较长字符串的时候,表设计时要为该字段多加一个字段,如,存储网址的字段
查询的时候,不要直接查询字符串,效率低下,应该查诡该字串的crc32或md5

如何优化Mysql千万级快速分页

Limit 1,111 数据大了确实有些性能上的问题,而通过各种方法给用上where id >= XX,这样用上索引的id号可能速度上快点儿。By:jack
Mysql limit分页慢的解决办法(Mysql limit 优化,百万至千万条记录实现快速分页)

MySql 性能到底能有多高?用了php半年多,真正如此深入的去思考这个问题还是从前天开始。有过痛苦有过绝望,到现在充满信心!MySql 这个数据库绝对是适合dba级的高手去玩的,一般做一点1万篇新闻的小型系统怎么写都可以,用xx框架可以实现快速开发。可是数据量到了10万,百万至千 万,他的性能还能那么高吗?一点小小的失误,可能造成整个系统的改写,甚至更本系统无法正常运行!好了,不那么多废话了。用事实说话,看例子:
数 据表 collect ( id, title ,info ,vtype) 就这4个字段,其中 title 用定长,info 用text, id 是逐渐,vtype是tinyint,vtype是索引。这是一个基本的新闻系统的简单模型。现在往里面填充数据,填充10万篇新闻。
最后collect 为 10万条记录,数据库表占用硬盘1.6G。OK ,看下面这条sql语句:

select id,title from collect limit 1000,10; 很快;基本上0.01秒就OK,再看下面的
select id,title from collect limit 90000,10; 从9万条开始分页,结果?
8-9秒完成,my god 哪出问题了????其实要优化这条数据,网上找得到答案。看下面一条语句:
select id from collect order by id limit 90000,10; 很快,0.04秒就OK。 为什么?因为用了id主键做索引当然快。网上的改法是:
select id,title from collect where id>=(select id from collect order by id limit 90000,1) limit 10;
这就是用了id做索引的结果。可是问题复杂那么一点点,就完了。看下面的语句
select id from collect where vtype=1 order by id limit 90000,10; 很慢,用了8-9秒!
到 了这里我相信很多人会和我一样,有崩溃感觉!vtype 做了索引了啊?怎么会慢呢?vtype做了索引是不错,你直接 select id from collect where vtype=1 limit 1000,10; 是很快的,基本上0.05秒,可是提高90倍,从9万开始,那就是0.05*90=4.5秒的速度了。和测试结果8-9秒到了一个数量级。从这里开始有人 提出了分表的思路,这个和dis #cuz 论坛是一样的思路。思路如下:
建一个索引表: t (id,title,vtype) 并设置成定长,然后做分页,分页出结果再到 collect 里面去找info 。 是否可行呢?实验下就知道了。
10万条记录到 t(id,title,vtype) 里,数据表大小20M左右。用
select id from t where vtype=1 order by id limit 90000,10; 很快了。基本上0.1-0.2秒可以跑完。为什么会这样呢?我猜想是因为collect 数据太多,所以分页要跑很长的路。limit 完全和数据表的大小有关的。其实这样做还是全表扫描,只是因为数据量小,只有10万才快。OK, 来个疯狂的实验,加到100万条,测试性能。
加了10倍的数据,马上t表就到了200多M,而且是定长。还是刚才的查询语句,时间是0.1-0.2秒完成!分表性能没问题?错!因为我们的limit还是9万,所以快。给个大的,90万开始
select id from t where vtype=1 order by id limit 900000,10; 看看结果,时间是1-2秒!
why ?? 分表了时间还是这么长,非常之郁闷!有人说定长会提高limit的性能,开始我也以为,因为一条记录的长度是固定的,mysql 应该可以算出90万的位置才对啊? 可是我们高估了mysql 的智能,他不是商务数据库,事实证明定长和非定长对limit影响不大? 怪不得有人说 discuz到了100万条记录就会很慢,我相信这是真的,这个和数据库设计有关!
难道MySQL 无法突破100万的限制吗???到了100万的分页就真的到了极限???
答案是: NO !!!! 为什么突破不了100万是因为不会设计mysql造成的。下面介绍非分表法,来个疯狂的测试!一张表搞定100万记录,并且10G 数据库,如何快速分页!
好了,我们的测试又回到 collect表,开始测试结论是: 30万数据,用分表法可行,超过30万他的速度会慢道你无法忍受!当然如果用分表+我这种方法,那是绝对完美的。但是用了我这种方法后,不用分表也可以完美解决!
答 案就是:复合索引! 有一次设计mysql索引的时候,无意中发现索引名字可以任取,可以选择几个字段进来,这有什么用呢?开始的select id from collect order by id limit 90000,10; 这么快就是因为走了索引,可是如果加了where 就不走索引了。抱着试试看的想法加了 search(vtype,id) 这样的索引。然后测试
select id from collect where vtype=1 limit 90000,10; 非常快!0.04秒完成!
再测试: select id ,title from collect where vtype=1 limit 90000,10; 非常遗憾,8-9秒,没走search索引!
再测试:search(id,vtype),还是select id 这个语句,也非常遗憾,0.5秒。
综上:如果对于有where 条件,又想走索引用limit的,必须设计一个索引,将where 放第一位,limit用到的主键放第2位,而且只能select 主键!
完美解决了分页问题了。可以快速返回id就有希望优化limit , 按这样的逻辑,百万级的limit 应该在0.0x秒就可以分完。看来mysql 语句的优化和索引时非常重要的!
好了,回到原题,如何将上面的研究成功快速应用于开发呢?如果用复合查询,我的轻量级框架就没的用了。分页字符串还得自己写,那多麻烦?这里再看一个例子,思路就出来了:
select * from collect where id in (9000,12,50,7000); 竟然 0秒就可以查完!
mygod ,mysql 的索引竟然对于in语句同样有效!看来网上说in无法用索引是错误的!
有了这个结论,就可以很简单的应用于轻量级框架了:

代码如下:
复制代码 代码如下:

$db=dblink();
$db->pagesize=20;
$sql=”select id from collect where vtype=$vtype”;
$db->execute($sql);
$strpage=$db->strpage(); //将分页字符串保存在临时变量,方便输出
while($rs=$db->fetch_array()){
$strid.=$rs[‘id’].’,’;
}
$strid=substr($strid,0,strlen($strid)-1); //构造出id字符串
$db->pagesize=0; //很关键,在不注销类的情况下,将分页清空,这样只需要用一次数据库连接,不需要再开;
$db->execute(“select id,title,url,sTime,gTime,vtype,tag from collect where id in ($strid)”);
<?php while($rs=$db->fetch_array()): ?>
<tr>
<td> <?php echo $rs[‘id’];?></td>
<td> <?php echo $rs[‘url’];?></td>
<td> <?php echo $rs[‘sTime’];?></td>
<td> <?php echo $rs[‘gTime’];?></td>
<td> <?php echo $rs[‘vtype’];?></td>
<td> <a href=”?act=show&id=<?php echo $rs[‘id’];?>” target=”_blank”><?php echo $rs[‘title’];?></a></td>
<td> <?php echo $rs[‘tag’];?></td>
</tr>
<?php endwhile; ?>
</table>
<?php
echo $strpage;

通过简单的变换,其实思路很简单:1)通过优化索引,找出id,并拼成 “123,90000,12000″ 这样的字符串。2)第2次查询找出结果。
小小的索引+一点点的改动就使mysql 可以支持百万甚至千万级的高效分页!
通 过这里的例子,我反思了一点:对于大型系统,PHP千万不能用框架,尤其是那种连sql语句都看不到的框架!因为开始对于我的轻量级框架都差点崩溃!只适 合小型应用的快速开发,对于ERP,OA,大型网站,数据层包括逻辑层的东西都不能用框架。如果程序员失去了对sql语句的把控,那项目的风险将会成几何 级数增加!尤其是用mysql 的时候,mysql 一定需要专业的dba 才可以发挥他的最佳性能。一个索引所造成的性能差别可能是上千倍!
PS: 经过实际测试,到了100万的数据,160万数据,15G表,190M索引,就算走索引,limit都得0.49秒。所以分页最好别让别人

Comments are closed.

Post Navigation