影响MySQL查询性能的案例

在互联网应用中，通常情况下我们查询DB 只会使用简单的、查询效率较高的SQL，大部分的逻辑都需要在代码中去实现。今天介绍一下，一些看起来简单的SQL，也有可能导致查询性能的低下。

WHERE条件字段使用函数

假设我们有如下创建表的语句

mysql> CREATE TABLE `tradelog` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `tradeid` varchar(32) DEFAULT NULL,
  `operator` int(11) DEFAULT NULL,
  `t_modified` datetime DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `tradeid` (`tradeid`),
  KEY `t_modified` (`t_modified`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

上面是一种时间维度的业务表，此时如果我们要仅仅查询所有数据中 7月份的交易笔数。此时我们可能会想到如下SQL

mysql> select count(*) from tradelog where month(t_modified)=7;

从上面的建表语句我们可以看出，索引是建在 t_modified 上面的。此时如果我们要查询上面的SQL 查询，执行过程将会是如下：

从上图可以看出，当对索引字段做函数操作后，可能会造成索引结构顺序的错乱。因此，MySQL 会放弃走搜索树的查询结构，取而代之的是全索引扫描。（优化器选择走 t_modified 索引全表遍历，而不选择主键索引的原因是 t_modified 索引相对小一点）

通常情况下，我们需要人工的去优化SQL 。当然这往往需要结合具体的业务数据去处理了，如上面的查询可能会优化为如下的情况：

select count(*) from tradelog where (t_modified >= '2016-7-1' and t_modified < '2016-8-1') or
(t_modified >= '2017-7-1' and t_modified < '2017-8-1') or 
(t_modified >= '2018-7-1' and t_modified < '2018-8-1');

对于MySQL 的简单查询来说，还有一个坑就是：

SELECT * FROM tradelog WHERE id + 1 = 999;

这个时候，MySQL 也不会主动的去做 “移项”的优化，此时也会造成全表扫描。

字段隐式转换

MySQL 中的字段隐式转换可能会引起索引不可用，下面我们先看一个字符与数字比较的例子。如下所示：

mysql> select '10' > 9;

当我们执行上面的SQL 时，会得到如下结果

从执行结果可以看出，字符类型默认会转换为数字类型。需要注意的点是：'10' ->10、'10A' -> 10、但是 'A10' -> 0 ，转换会过滤掉无效字符，但是需要数字开头，否则就转化为 0 。

现在我们看一下如下语句：

mysql> explain select * from tradelog where tradeid = 222;

因为 tradeid 是 VARCHAR 类型，MySQL 会将其转化为数字然后比较，最终导致索引不可用，全表扫描。当我们对 int 类型字段查询时，对应的value 值可以随意使用 10 或者 '10' ，此时都会转化为数字 10 ，使用索引。上面的语句执行就相当于如下：

mysql> explain select * from tradelog where CAST(tradeid AS signed int) = 222;

也就是隐藏的在查询字段上面使用了函数操作，从而导致了全表扫描。

隐式字符编码转换

上面的案例介绍了，不同类型字段之间的类型转换。对于相同类型(VARCHAR) 的不同字符集编码也可能会出现隐式转换。下面再创建一张日志详情表(trade_detail)，然后在写入一些数据，如下所示：

mysql> CREATE TABLE `trade_detail` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `tradeid` varchar(32) DEFAULT NULL,
  `trade_step` int(11) DEFAULT NULL, /* 操作步骤 */
  `step_info` varchar(32) DEFAULT NULL, /* 步骤信息 */
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `tradeid` (`tradeid`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

insert into tradelog values(1, 'aaaaaaaa', 1000, now());
insert into tradelog values(2, 'aaaaaaab', 1000, now());
insert into tradelog values(3, 'aaaaaaac', 1000, now());

insert into trade_detail values(1, 'aaaaaaaa', 1, 'add');
insert into trade_detail values(2, 'aaaaaaaa', 2, 'update');
insert into trade_detail values(3, 'aaaaaaaa', 3, 'commit');
insert into trade_detail values(4, 'aaaaaaab', 1, 'add');
insert into trade_detail values(5, 'aaaaaaab', 2, 'update');
insert into trade_detail values(6, 'aaaaaaab', 3, 'update again');
insert into trade_detail values(7, 'aaaaaaab', 4, 'commit');
insert into trade_detail values(8, 'aaaaaaac', 1, 'add');
insert into trade_detail values(9, 'aaaaaaac', 2, 'update');
insert into trade_detail values(10, 'aaaaaaac', 3, 'update again');
insert into trade_detail values(11, 'aaaaaaac', 4, 'commit');

当我们需要查询一条交易记录(trade_log) 中的全部交易详情(trade_detail) 时，可能会使用如下SQL

mysql> explain select d.* from tradelog l, trade_detail d where d.tradeid=l.tradeid and l.id=2;

上面第一行是对 trade_log 的 id = 2 的这一条记录执行的查询，使用了主键索引，扫描行数 1 ；但是第二条没有使用 trade_detail 上的 tradeid索引，是不是感到有些奇怪。

在上面的执行计划里面，先是从 trade_log 里面去查询 id=2 的记录，然后再去匹配 trade_detail 。这里面 trade_log 称为驱动表，trade_detail 称为被驱动表，其执行流程如下所示：

那么上面第二条执行计划为什么没有走索引呢，仔细看你会发现上面 2 张表创建时所使用的字符集编码不同，一个是 utf8 一个是 utf8mb4 。utfutf8mb4 是 utf8 字符集的超集，当我们将两张表的字段进行比较时，utf8 会转换为utf8mb4 （避免精度丢失）。

上图中的第 3步可以认为是执行如下操作（$L2.tradeid.value 是 utf8mb4 的字符值）：

mysql> select * from trade_detail where tradeid = $L2.tradeid.value;

隐式转换后的执行SQL 如下：

mysql> select * from trade_detail where CONVERT(tradeid USING utf8mb4)=$L2.tradeid.value;

由此看来，执行的过程中对 trade_detail 的查询字段 tradeid 使用了函数，因此不走索引。但是当我们反过来查询时，也就是从一条 trade_detail 去关联对应的 trade_log 时，会是什么情况呢？

mysql> explain select l.operator from tradelog l, trade_detail d where d.tradeid=l.tradeid and d.id=4;

由上图可以看出，第二次查询使用到了 tradelog的 tradeid 索引了。当第一个执行计划找到 trade_detail 中 id=4 的记录后（R4），再去tradelog 中关联对应的记录时，执行的SQL 如下：

mysql> select operator from tradelog where traideid =$R4.tradeid.value;

此时等号右边的 value 值需要做隐式转换，并没有在索引字段上做函数操作，如下所示：

mysql> select operator from tradelog where traideid =CONVERT($R4.tradeid.value USING utf8mb4);

解决方案

对于字符集不同造成的索引不可用，可以使用如下 2 中方式去解决。

1、修改表的字符集编码。

mysql> alter table trade_detail modify tradeid varchar(32) CHARACTER SET utf8mb4 default null;

2、手工字符编码转换。

mysql> select d.* from tradelog l, trade_detail d where d.tradeid=CONVERT(l.tradeid USING utf8) and l.id=2;

参考：《极客时间：MySQL实战》、《高性能MySQL》

代码段小部件

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