最近博主看完了《SQL进阶教程》这本书,看完后给博主打开了SQL世界的新大门,对于 SQL 的理解不在局限于以前的常规用法。借用其他读者的评论,
❝读完醍醐灌顶,对SQL做到了知其然更能知其所以然。全书从头到尾强调了 SQL的内在逻辑是基于集合论和谓词逻辑,而着两条主线恰恰在使用SQL起到了至关重要的指导作用。
❞
本文给大家总结如何让SQL起飞(优化)
在SQL中,很多时候不同的SQL代码能够得出相同结果。从理论上来说,我们认为得到相同结果的不同SQL之间应该有相同的性能,但遗憾的是,查询优化器生成的执行计划很大程度上受到SQL代码影响,有快有慢。因此如果想优化查询性能,我们必须知道如何写出更快的SQL,才能使优化器的执行效率更高。
当IN的参数是子查询时,数据库首先会执行子查询,然后将结果存储在一张临时的工作表里(内联视图),然后扫描整个视图。很多情况下这种做法都非常耗费资源。使用EXISTS的话,数据库不会生成临时的工作表。但是从代码的可读性上来看,IN要比EXISTS好。使用IN时的代码看起来更加一目了然,易于理解。因此,如果确信使用IN也能快速获取结果,就没有必要非得改成EXISTS了。
这里用Class_A表和Class_B举例, 我们试着从Class_A表中查出同时存在于Class_B表中的员工。下面两条SQL语句返回的结果是一样的,但是使用EXISTS的SQL语句更快一些。
--慢
SELECT *
FROM Class_A
WHERE id IN (SELECT id
FROM Class_B);
--快
SELECT *
FROM Class_A A
WHERE EXISTS
(SELECT *
FROM Class_B B
WHERE A.id = B.id);
使用EXISTS时更快的原因有以下两个。
实际上,大部分情况在子查询数量较小的场景下EXISTS和IN的查询性能不相上下,由EXISTS查询更快第二点可知,子查询数量较大时使用EXISTS才会有明显优势。
在SQL语言中,除了ORDER BY子句会进行显示排序外,还有很多操作默认也会在暗中进行排序,如果排序字段没有添加索引,会导致查询性能很慢。SQL中会进行排序的代表性的运算有下面这些。
如上列出的六种运算(除了集合运算符),它们后面跟随或者指定的字段都可以添加索引,这样可以加快排序。
❝「实际上在DISTINCT关键字、GROUP BY子句、ORDER BY子句、聚合函数跟随的字段都添加索引,不仅能加速查询,还能加速排序。」
❞
为了排除重复数据,我们可能会使用DISTINCT关键字。如1.2中所说,默认情况下,它也会进行暗中排序。如果需要对两张表的连接结果进行去重,可以考虑使用EXISTS代替DISTINCT,以避免排序。这里用Items表和SalesHistory表举例: 我们思考一下如何从上面的商品表Items中找出同时存在于销售记录表SalesHistory中的商品。简而言之,就是找出有销售记录的商品。
在一(Items)对多(SalesHistory)的场景下,我们需要对item_no去重,使用DISTINCT去重,因此SQL如下:
SELECT DISTINCT I.item_no
FROM Items I INNER JOIN SalesHistory SH
ON I. item_no = SH. item_no;
item_no
-------
10
20
30
使用EXISTS代替DISTINCT去重,SQL如下:
SELECT item_no
FROM Items I
WHERE EXISTS
(SELECT *
FROM SalesHistory SH
WHERE I.item_no = SH.item_no);
item_no
-------
10
20
30
这条语句在执行过程中不会进行排序。而且使用EXISTS和使用连接一样高效。
SQL中有UNION、INTERSECT、EXCEPT三个集合运算符。在默认的使用方式下,这些运算符会为了排除掉重复数据而进行排序。
❝MySQL还没有实现INTERSECT和EXCEPT运算
❞
如果不在乎结果中是否有重复数据,或者事先知道不会有重复数据,请使用UNION ALL代替UNION。这样就不会进行排序了。
例如,这里继续用SalesHistory表举例,下面两条SQL语句返回的结果是一样的:
--聚合后使用HAVING子句过滤
SELECT sale_date, SUM(quantity)
FROM SalesHistory
GROUP BY sale_date
HAVING sale_date = '2007-10-01';
--聚合前使用WHERE子句过滤
SELECT sale_date, SUM(quantity)
FROM SalesHistory
WHERE sale_date = '2007-10-01'
GROUP BY sale_date;
但是从性能上来看,第二条语句写法效率更高。原因有两个:
如下,col_1字段是char类型:
SELECT * FROM SomeTable WHERE col_1 = 10; -- 走了索引
SELECT * FROM SomeTable WHERE col_1 ='10'; -- 没走索引
SELECT * FROM SomeTable WHERE col_1 = CAST(10, AS CHAR(2)); -- 走了索引
当查询条件左边和右边类型不一致时会导致索引失效。
如下:
SELECT *
FROM SomeTable
WHERE col_1 * 1.1 > 100;
在索引字段col_1上进行运算会导致索引不生效,把运算的表达式放到查询条件的右侧,就能用到索引了,像下面这样写就OK了。
WHERE col_1 > 100 / 1.1
如果无法避免在左侧进行运算,那么使用函数索引也是一种办法,但是不太推荐随意这么做。「使用索引时,条件表达式的左侧应该是原始字段请牢记」,这一点是在优化索引时首要关注的地方。
下面这几种否定形式不能用到索引。
这个是跟具体数据库的优化器有关,如果优化器觉得即使走了索引,还是需要扫描很多很多行的哈,他可以选择直接不走索引。平时我们用!=、<>、not in的时候,要注意一下。
例如下表:
CREATE TABLE test_tb (
id int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
name varchar(55) NOT NULL
PRIMARY KEY (id)
)
ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
使用OR条件进行查询
SELECT *
FROM test_tb
WHERE id = 1 OR name = 'tom'
这个SQL的执行条件下,很明显id字段查询会走索引,但是对于OR后面name字段的查询是需要进行全表扫描的。在这个场景下,优化器直接进行一遍全表扫描就完事了。
使用联合索引需要满足最左匹配原则,即最左优先。如果你建立一个(col_1, col_2, col_3)的联合索引,相当于建立了 (col_1)、(col_1,col_2)、(col_1,col_2,col_3) 三个索引。如下例子:
-- 走了索引
SELECT * FROM SomeTable WHERE col_1 = 10 AND col_2 = 100 AND col_3 = 500;
-- 走了索引
SELECT * FROM SomeTable WHERE col_1 = 10 AND col_2 = 100 ;
-- 没走索引
SELECT * FROM SomeTable WHERE col_1 = 10 AND col_3 = 500 ;
-- 没走索引
SELECT * FROM SomeTable WHERE col_2 = 100 AND col_3 = 500 ;
-- 没走索引
SELECT * FROM SomeTable WHERE col_2 = 100 AND col_1 = 10 ;
联合索引中的第一列(col_1)必须写在查询条件的开头,而且索引中列的顺序不能颠倒。
并不是用了like通配符,索引一定会失效,而是like查询是以%开头,才会导致索引失效。
-- 没走索引
SELECT * FROM SomeTable WHERE col_1 LIKE'%a';
-- 没走索引
SELECT * FROM SomeTable WHERE col_1 LIKE'%a%';
-- 走了索引
SELECT * FROM SomeTable WHERE col_1 LIKE'a%';
如果两张表进行连接,关联字段编码不一致会导致关联字段上的索引失效,这是博主在线上经历一次SQL慢查询后的得到的结果,举例如下,有如下两表,它们的name字段都建有索引,但是编码不一致,user表的name字段编码是utf8mb4,user_job表的name字段编码是utf8,
CREATE TABLE `user` (
`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(255) CHARACTER
SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci DEFAULT NULL,
`age` int NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8;
CREATE TABLE `user_job` (
`id` int NOT NULL,
`userId` int NOT NULL,
`job` varchar(255) DEFAULT NULL,
`name` varchar(255) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
进行SQL查询如下:
EXPLAIN
SELECT *
from `user` u
join user_job j on u.name = j.name
由结果可知,user表的查询没有走索引。想要user表也走索引,那就需要把user表name字段的编码改成utf8即可。
在SQL中,子查询的结果会被看成一张新表,这张新表与原始表一样,可以通过代码进行操作。这种高度的相似性使得SQL编程具有非常强的灵活性,但是如果不加限制地大量使用中间表,会导致查询性能下降。
频繁使用中间表会带来两个问题,一是展开数据需要耗费内存资源,二是原始表中的索引不容易使用到(特别是聚合时)。因此,尽量减少中间表的使用也是提升性能的一个重要方法。
对聚合结果指定筛选条件时,使用HAVING子句是基本原则。不习惯使用HAVING子句的人可能会倾向于像下面这样先生成一张中间表,然后在WHERE子句中指定筛选条件。例如下面:
SELECT *
FROM (
SELECT sale_date, MAX(quantity) max_qty
FROM SalesHistory
GROUP BY sale_date
) tmp
WHERE max_qty >= 10
然而,对聚合结果指定筛选条件时不需要专门生成中间表,像下面这样使用HAVING子句就可以。
SELECT sale_date, MAX(quantity)
FROM SalesHistory
GROUP BY sale_date
HAVING MAX(quantity) >= 10;
HAVING子句和聚合操作是同时执行的,所以比起生成中间表后再执行的WHERE子句,效率会更高一些,而且代码看起来也更简洁。
当我们需要对多个字段使用IN条件查询时,可以通过 || 操作将字段连接在一起变成一个字符串处理。
SELECT *
FROM Addresses1 A1
WHERE id || state || city
IN (SELECT id || state|| city
FROM Addresses2 A2);
这样一来,子查询不用考虑关联性,而且只执行一次就可以。
连接和聚合同时使用时,先进行连接操作可以避免产生中间表。原因是,从集合运算的角度来看,连接做的是“乘法运算”。连接表双方是一对一、一对多的关系时,连接运算后数据的行数不会增加。而且,因为在很多设计中多对多的关系都可以分解成两个一对多的关系,因此这个技巧在大部分情况下都可以使用。
到此本文讲解完毕,感谢大家阅读,感兴趣的朋友可以点赞加关注,你的支持将是我更新动力😘。
❝公众号【waynblog】每周更新博主最新技术文章,欢迎大家关注
❞