sql语句优化原理

前言

网上有很多关于sql语句优化的文章，我这里想说下为什么这样。。。写sql语句，能够提高查询的效率。

1 sql语句优化原理

要想写出好的sql，就要学会用数据库的方式来思考如何执行sql，那么什么是好的sql，首先要明白数据库是如何执行一个sql，一个事务的。

1.1 数据库执行sql的大致流程

粗略流程，所有关系型数据库都是这几步，具体前后顺序根据不同dbms不同配置下略有小差别，以下过程都需要耗时耗资源：

1.应用程序与数据库服务器建立链接

2.sql发送到数据库，数据库验证是否有执行的权限

3.进入语法解析器，进行词法与语法分析

4.进入优化器生成执行计划，部分dbms会检查是否有可重用的执行计划

5.根据执行计划依次扫描相关表中的行，不在数据缓冲区的走io

6.同时对于被扫描的行可能加锁，同时也可能会被其他sql阻塞

7.扫描的行足够放入查询缓存则开始运算或直接返回，不够则生成临时表，可能消耗io

8.对sql结果进行计算（可能）

9.将计算完成的结果全部写入网络io（可能）

10.如果事务完成则同步事务日志并释放锁，具体方式取决于dbms和当前配置

11.关闭连接（可选）

1.2 如何优化

这么多步骤，每一步都有优化策略，我尽量用简单的语言来描述：

1.应用程序与数据库服务器建立链接：

答：引入数据库连接池，避免每次都与数据库建立连接，提高效率。

2.sql发送到数据库，数据库验证是否有执行的权限

答：没撒好说的。

3.进入语法解析器，进行词法与语法分析

答：也没撒好说的，想要数据库在这里少用点资源就把sql写的简单点，但是差别不大。

4.进入优化器生成执行计划，部分dbms会检查是否有可重用的执行计划

答：任何数据库如何生成执行计划都可以写一本几百页的书，关系型数据库选择走什么执行计划都是基于消耗最小化的思路来的，简单来说就是走什么索引，按什么顺序走表，被扫到的数据行最少。如果你的表结构很复杂，有各种混搭的索引，你的join很多，那执行计划分析的时间就会拉长。所以sql对应的表索引简单，join或子查询少就快，复杂了优化器也会得选择困难症。

5.根据执行计划依次扫描相关表中的行，不在数据缓冲区的走io

答：存储引擎扫描表的性能消耗参考下面的list，消耗从大到小

全表扫描>全索引扫描>部分索引扫描>索引查找>唯一索引/主键查找>常量/null

要走索引对于sql语句也有要求，不能在谓词上作任何运算，扫描行数一般不能超过表的17%左右，这对你数据分布又有要求，比如你查select xxx from human where sex ='man'，五五开，还是走扫描。这里我就不展开了，推荐题主一本书《Relational Database Index Design and the Optimizers》

6.同时对于被扫描的行可能加锁，同时也可能会被其他sql阻塞

答：如果扫描的行多，sql执行的时间长，被阻塞的概率就高，阻塞别人的概率也高，然后大家一起等，数据库就hung住了。

7.扫描的行足够放入查询缓存则开始运算或直接返回，不够则生成临时表，可能消耗io

答：一次取的尽量少，这不单指返回服务端的行数，应该从嵌套最深的一个子查询开始算

8.对sql结果进行计算（可能）

答：少用各种复杂的函数啊，count啊，order by啊等等。

9.将计算完成的结果全部写入网络io（可能）

答：请尽量少返回一点数据，如果不行请多次分批。

10.如果事务完成则同步事务日志并释放锁，具体方式取决于dbms和当前配置

这里举两个代表性栗子:

sql渣：

for i in (1-1000):

start transaction;

insert into table values (1);

commit;

end for

sql赞：

start transaction;

for i in (1-1000):

insert into table values (1);

end for

commit;

sql赞爆：

insert into table values (1)()...........()(1000);

首先，sql语法是我临时自创的，这个不是关键，关键在sql渣先生是1000个事务插1000行，日志flush1000次。sql赞先生是一个事务插1000行，事务日志flush1次。sql赞爆最nice。

这个例子我想表达的意思是如果你要用sql做一件事，那就要尽量让这件事占用的事务总时间最少。

第二个例子

sql渣：

update table where id > 0 and id < 1000000;

sql赞:

update table where id > 0 and id < 1000;

update table where id >= 1000 and id < 2000;

update table where id >＝ 2000 and id < 3000;

....

....

这个例子我想表达的意思是如果你要用sql做一件很大的事，那就尽量让大事化成很多小事。

两个例子好好体会下，一点不矛盾哦。补充一下，这里每个update都是单独事务

11.关闭连接（可选）

答：同1，别每次都关，关了也许还要重连。不关的话记得commit就好了，千万要记得commit啊！

1.3小结

通过好的sql语句：减少访问的数据行、数据量、列数；减少返回的数据量；简化sql语法；减少sql语句中的函数；来实现更少的内存使用，更少的磁盘I/O读写，更快的得到较好的执行计划，以达到提高查询效率的目的。

最后，要学会一种思路：如果我是一个数据库，我会怎么执行一个sql，我喜欢怎么样的sql？

什么样的SQL语句是不好的语句呢：那就是妨碍优化器更好的实现执行逻辑的SQL语句，这类语句包括：

1.where条件里出现各种花样百出的代码，比如函数、运算等。

2.语句过大，大量的表join会导致中间结果集不准确，从而限制优化器选择较好的执行计划。等等.........

3.能写出多好的sql取决于你多了解数据库。

参看链接：链接：https://www.zhihu.com/question/29619558/answer/45805380

作者：宋沄剑

链接：https://www.zhihu.com/question/29619558/answer/45270490