[内功修神]MySQL高级_海贼内功-优快云博客

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文章目录

1. mysql的架构介绍
- 1.2. Mysql逻辑架构介绍
2. 索引优化分析
3. Mysql锁机制
4. 主重复制

1. mysql的架构介绍

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1.2. Mysql逻辑架构介绍

查看命令
MyISAM和InnoDB

2. 索引优化分析

2.1. 常见通用的join查询

SQL执行顺序
join图

2.2. 索引简介

2.2.1. 定义：排好序的快速查找数据结构

在这里插入图片描述

一般来说索引本身也很大，不可能全部存储在内存中，因此索引往往以文件形式存储在硬盘上
我们平时所说的索引，如果没有特别指明，都是指B树(多路搜索树，并不一定是二叉树)结构组织的索引。其中聚集索引，次要索引，覆盖索引，复合索引，前缀索引，唯一索引默认都是使用B+树索引，统称索引。当然,除了B+树这种类型的索引之外，还有哈希索引(hash index)等。

2.2.2. 优势

类似大学图书馆建书目索引，提高数据检索效率，降低数据库的IO成本。
通过索引列对数据进行排序，降低数据排序成本，降低了CPU的消耗

2.2.3. 劣势

实际上索引也是一张表，该表保存了主键和索引字段，并指向实体表的记录,所以索引列也是要占用空间的
虽然索引大大提高了查询速度，同时却会降低更新表的速度,如果对表INSERT,UPDATE和DELETE。因为更新表时，MySQL不仅要不存数据，还要保存一下索引文件每次更新添加了索引列的字段，都会调整因为更新所带来的键值变化后的索引信息。
索引只是提高效率的一个因素，如果你的MySQL有大数据量的表，就需要花时间研究建立优秀的索引，或优化查询语句。

2.2.4. mysql索引分类

单值索引：即一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单列索引。
唯一索引：索引列的值必须唯一，但允许有空值。
复合索引：即一个索引包含多个列。
基本语法：
1. 创建：CREATE [UNIQUE] INDEX indexName ON mytable(columnname(length));
  ALTER mytable ADD [UNIQUE] INDEX [indexName] ON(columnname(length));
2. 删除：DROP INDEX [indexName] ON mytable;
3. 查看：SHOW INDEX FROM table_name\G
  注意：\G输出键值对的形式，不用分号结尾。

2.2.5. mysql索引结构

BTree索引

Btree索引(或Balanced Tree)，是一种很普遍的数据库索引结构，oracle默认的索引类型。其特点是定位高效、利用率高、自我平衡，特别适用于高基数字段，定位单条或小范围数据非常高效。理论上，使用Btree在亿条数据与100条数据中定位记录的花销相同。
数据结构利用率高、定位高效

2.2.6 哪些情况需要创建索引

主键自动建立唯一索引
频繁作为查询的条件的字段应该创建索引
查询中与其他表关联的字段，外键关系建立索引
频繁更新的字段不适合创建索引。因为每次更新不单单是更新了记录还会更新索引，加重IO负担
Where条件里用不到的字段不创建索引
单间/组合索引的选择问题，who？（在高并发下倾向创建组合索引）
查询中排序的字段，排序字段若通过索引去访问将大大提高排序的速度
查询中统计或者分组字段

2.2.7 哪些情况不要创建索引

表记录太少
经常增删改的表
3.数据重复且分布平均的表字段，因此应该只为经常查询和经常排序的数据列建立索引。注意，如果某个数据列包含许多重复的内容，为它建立索引就没有太大的实际效果。

2.3. 性能分析

2.3.1 MySQL Query Optimizer

2.3.2 MySQL常见瓶颈

CPU:CPU在饱和的时候一般发生在数据装入在内存或从磁盘上读取数据时候
IO:磁盘I/O瓶颈发生在装入数据远大于内存容量时
服务器硬件的性能瓶颈：top,free,iostat和vmstat来查看系统的性能状态

2.3.3 Explain

2.3.3.1 是什么（查看执行计划）

使用EXPLAIN关键字可以模拟优化器执行SQL语句，从而知道MySQL是如何处理你的SQL语句的。分析你的查询语句或是结构的性能瓶颈。

2.3.3.2 能干嘛

表的读取顺序
数据读取操作的操作类型
哪些索引可以使用
哪些索引被实际使用
表之间的引用
每张表有多少行被优化器查询

2.3.3.3 怎么玩

Explain+SQL语句
执行计划包含的信息

2.3.3.4 各个字段解释

id ：select查询的序列号，包含一组数字，表示查询中执行select子句或操作表的顺序
1. id相同，执行顺序由上至下
2. id不同，如果是子查询，id的序号会递增，id值越大优先级越高，越先被执行
3. id相同不同，同时存在
select_type：查询的类型，主要用于区别普通查询、联合查询、子查询等的复杂查询
1. SIMPLE：简单的select查询，查询中不包含子查询或者UNION
2. PRIMARY：查询中若包含任何复杂的子部分，最外层查询则被标记为
3. SUBQUERY：在SELECT或者WHERE列表中包含了子查询
4. DERIVED：在FROM列表中包含的子查询被标记为DERIVED（衍生）MySQL会递归执行这些子查询，把结果放在临时表里。
5. UNION：若第二个SELECT出现在UNION之后，则被标记为UNION;若UNION包含在FROM子句的子查询中，外层SELECT将被标记为：DERIVED
6. UNION RESULT：从UNION表获取结果的SELECT
table：显示这一行的数据是关于哪张表的
type：显示查询使用了何种类型从最好到最差依次是 system>const>eq_ref>ref>range>index>ALL
1. system：表只有一行记录（等于系统表），这是const类型的特例，平时不会出现，这个也可以忽略不计
2. const：表示通过索引一次就找到了，const用于比较primary key或者unique索引。因为只匹配一行数据，所以很快。如将主键至于where列表中，MySQL就能将该查询转换为一个常量
3. eq_ref：唯一性索引，对于每个索引键，表中只有一条记录与之匹配，常见于主键或唯一索引扫描
4. ref：非唯一索引扫描，返回匹配某个单独值的所有行。本质上也是一种索引访问，它返回所有匹配某个单独值的行，然而，它可能会找到多个符合条件的行，所以他应该属于查找和扫描的混合体
5. range：只检索给定范围的行，使用一个索引来选择行。key列显示使用了哪个索引一般就是在你的where语句中出现了between、<、>、in等的查询这种范围扫描索引扫描比全表扫描要好，因为他只需要开始索引的某一点，而结束语另一点，不用扫描全部索引。
6. index：Full Index Scan,index与ALL区别为index类型只遍历索引树。这通常比ALL快，因为索引文件通常比数据文件小。（也就是说虽然all和index都是读全表，但index是从索引中读取的，而all是从硬盘中读的）
7. all：FullTable Scan,将遍历全表以找到匹配的行

备注：一般来说，得保证查询只是达到range级别，最好达到ref

possible_keys：显示可能应用在这张表中的索引,一个或多个。查询涉及的字段上若存在索引，则该索引将被列出，但不一定被查询实际使用
key：实际使用的索引。如果为null则没有使用索引。查询中若使用了覆盖索引，则索引和查询的select字段重叠
key_len：表示索引中使用的字节数，可通过该列计算查询中使用的索引的长度。在不损失精确性的情况下，长度越短越好。key_len显示的值为索引最大可能长度，并非实际使用长度，即key_len是根据表定义计算而得，不是通过表内检索出的。
ref：显示索引那一列被使用了，如果可能的话，是一个常数。那些列或常量被用于查找索引列上的值
rows：根据表统计信息及索引选用情况，大致估算出找到所需的记录所需要读取的行数
Extra：包含不适合在其他列中显示但十分重要的额外信息
1. Using filesort：说明mysql会对数据使用一个外部的索引排序，而不是按照表内的索引顺序进行读取。MySQL中无法利用索引完成排序操作成为“文件排序”
2. Using temporary：使用了临时表保存中间结果，MySQL在对查询结果排序时使用临时表。常见于排序order by 和分组查询 group by
3. USING index：表示相应的select操作中使用了覆盖索引（Coveing Index）,避免访问了表的数据行，效率不错！如果同时出现using where，表明索引被用来执行索引键值的查找；如果没有同时出现using where，表面索引用来读取数据而非执行查找动作。覆盖索引（Covering Index）
4. Using where：表面使用了where过滤
5. using join buffer：使用了连接缓存
6. impossible where：where子句的值总是false，不能用来获取任何元组
7. select tables optimized away：在没有GROUPBY子句的情况下，基于索引优化MIN/MAX操作或者对于MyISAM存储引擎优化COUNT(*)操作，不必等到执行阶段再进行计算，查询执行计划生成的阶段即完成优化。
8. distinct：优化distinct，在找到第一匹配的元组后即停止找同样值的工作

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2.3.4 索引优化

2.3.4.1 索引失效（应该避免）

案例（索引失效）
1. 全值匹配我最爱
2. 最佳左前缀法则.如果索引了多例，要遵守最左前缀法则。指的是查询从索引的最左前列开始并且不跳过索引中的列。
3. 不在索引列上做任何操作（计算、函数、（自动or手动）类型转换），会导致索引失效而转向全表扫描
4. 存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列
5. 尽量使用覆盖索引（只访问索引的查询（索引列和查询列一致）），减少select*
6. mysql在使用不等于（！=或者<>）的时候无法使用索引会导致全表扫描
7. is null,is not null 也无法使用索引
8. like以通配符开头（’$abc…’）mysql索引失效会变成全表扫描操作
9. 字符串不加单引号索引失效
10. 少用or,用它连接时会索引失效
11. 小结
  
  like KK%相当于=常量 %KK和%KK% 相当于范围

2.3.4.1 一般性建议

对于单键索引，尽量选择针对当前query过滤性更好的索引
在选择组合索引的时候，当前Query中过滤性最好的字段在索引字段顺序中，位置越靠前越好。
在选择组合索引的时候，尽量选择可以能包含当前query中的where子句中更多字段的索引
尽可能通过分析统计信息和调整query的写法来达到选择合适索引的目的

3. Mysql锁机制

3.1 锁的分类

从数据操作的类型（读、写）分
1. 读锁（共享锁）：针对同一份数据，多个读操作可以同时进行而不会互相影响
2. 写锁（排它锁）：当前写操作没有完成前，它会阻断其他写锁和读锁。
从对数据操作的颗粒度
1. 表锁
2. 行锁

3.2 三锁

3.2.1 表锁（偏读）

特点：偏向MyISAM存储引擎，开销小，加锁快，无死锁，锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发最低
结论
表锁分析

3.2.2 行锁（偏写）

特点
1. 偏向InnoDB存储引擎，开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度最小，发生锁冲突的概率最低，并发度也最高。
2. InnoDB与MyISAM的最大不同有两点：一是支持事务（TRANSACTION）;二是采用了行级锁
由于行锁支持事务，复习老知识
1. 事务（Transation）及其ACID属性
2. 并发事务处理带来的问题
  - 更新丢失（Lost Update）
  - 脏读（Dirty Reads）
  - 不可重复读（Non-Repeatable Reads）
  - 幻读（Phantom Reads）
3. 事务隔离级别
案例分析
1. 无索引行锁升级为表锁：varchar 不用 ’ ’ 导致系统自动转换类型, 行锁变表锁
2. 间隙锁危害
案例结论：
行锁分析：
优化建议
1. 尽可能让所有数据检索都通过索引来完成，避免无索引行锁升级为表锁
2. 合理设计索引，尽量缩小锁的范围
3. 尽可能较少检索条件，避免间隙锁
4. 尽量控制事务大小，减少锁定资源量和时间长度
5. 尽可能低级别事务隔离