一条SQL执行慢的原因 (一)

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2019-05-04 SQL 阅读量

原因归类为两种

大多数情况是正常的，只是偶尔会出现很慢的情况
在数据量不变的情况下，这条SQL语句一直以来都执行的很慢

一、针对偶尔很慢的情况

一条 SQL 大多数情况正常，偶尔才能出现很慢的情况，针对这种情况，我觉得这条SQL语句的书写本身是没什么问题的，而是其他原因导致的

数据库在刷新脏页（flush）

当我们要往数据库插入一条数据、或者要更新一条数据的时候，我们知道数据库会在内存中把对应字段的数据更新了，但是更新之后，这些更新的字段并不会马上同步持久化到磁盘中去，而是把这些更新的记录写入到 redo log 日记中去，等到空闲的时候，在通过 redo log 里的日记把最新的数据同步到磁盘中去。

当内存数据页跟磁盘数据页内容不一致的时候，我们称这个内存页为 “脏页”。
内存数据写入到磁盘后，内存和磁盘上的数据页的内容就一致了，称为 “干净页”。

刷脏页有下面4种场景：

redo log写满了：redo log 里的容量是有限的，如果数据库一直很忙，更新又很频繁，这个时候 redo log 很快就会被写满了，这个时候就没办法等到空闲的时候再把数据同步到磁盘的，只能暂停其他操作，全身心来把数据同步到磁盘中去的，而这个时候，就会导致我们平时正常的SQL语句突然执行的很慢，所以说，数据库在在同步数据到磁盘的时候，就有可能导致我们的SQL语句执行的很慢了。
内存不够用了：如果一次查询较多的数据，恰好碰到所查数据页不在内存中时，需要申请内存，而此时恰好内存不足的时候就需要淘汰一部分内存数据页，如果是干净页，就直接释放，如果恰好是脏页就需要刷脏页。
MySQL 认为系统“空闲”的时候：这时系统没什么压力。
MySQL 正常关闭的时候：这时候，MySQL 会把内存的脏页都 flush 到磁盘上，这样下次 MySQL 启动的时候，就可以直接从磁盘上读数据，启动速度会很快。

后两种不用太关注“性能”问题。

程序拿不到锁

这个就比较容易想到了，我们要执行的这条语句，刚好这条语句涉及到的表，别人在用，并且加锁了，我们拿不到锁，只能慢慢等待别人释放锁了。
或者，表没有加锁，但要使用到的某个一行被加锁了。

如果要判断是否真的在等待锁，我们可以用 show processlist 这个命令来查看当前的状态

二、针对一直都这么慢的情况

如果在数据量一样大的情况下，这条 SQL 语句每次都执行的这么慢，那就就要好好考虑下你的 SQL 书写了，下面我们来分析下哪些原因会导致我们的 SQL 语句执行的很不理想。

我们先来假设我们有一个表，表里有下面两个字段,分别是主键 id，和两个普通字段 a 和 b。

mysql> CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `a` int(11) DEFAULT NULL,
  `b` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB;

没用上索引

没有用上索引，我觉得这个原因是很多人都能想到的，例如你要查询这条语句

1	select * from t where 100 <a and a < 100000;

（1）字段没有索引

刚好你的 a 字段上没有索引，那么抱歉，只能走全表扫描了，你就体验不会索引带来的乐趣了，所以，这回导致这条查询语句很慢。

（2）字段有索引，但却没有用索引

1	select * from t where a - 1 = 1000;

如果我们在字段的左边做了运算，那么很抱歉，在查询的时候，就不会用上索引了, 应该改为：

1	select * from t where a = 1000 + 1;

（3）函数操作导致没有用上索引

如果我们在查询的时候，对字段进行了函数操作，也是会导致没有用上索引的，例如

1	select * from t where pow(a,2) = 1000;

假设函数 pow 是求 a 的 n 次方，实际上可能并没有 pow(a,2)这个函数。其实这个和上面在左边做运算也是很类似的。

数据库没选中索引

我们在进行查询操作的时候，例如

1	select * from t where 100 < a and a < 100000;

我们知道，主键索引和非主键索引是有区别的，主键索引存放的值是整行字段的数据，而非主键索引上存放的值不是整行字段的数据，而且存放主键字段的值。

如果是扫描全表的话，那么扫描的次数就是这个表的总行数了，假设为 n；而如果走索引 a 的话，我们通过索引 a 找到主键之后，还得再通过主键索引来找我们整行的数据，也就是说，需要走两次索引。而且，我们也不知道符合 100 a < and a < 10000 这个条件的数据有多少行，万一这个表是全部数据都符合呢？这个时候意味着，走 a 索引不仅扫描的行数是 n，同时还得每行数据走两次索引。

所以呢，系统是有可能走全表扫描而不走索引的。那系统是怎么判断呢？

系统是通过索引的区分度来判断的，一个索引上不同的值越多，意味着出现相同数值的索引越少，意味着索引的区分度越高。
我们也把区分度称之为基数，即区分度越高，基数越大。所以呢，基数越大，意味着符合 100 < c and c < 10000 这个条件的行数越少。

所以，一个索引的基数越大即索引区分度越高，意味着走索引查询越有优势。

但是, 系统需要获取这个索引基数的时候，当然是不会遍历全部来获得一个索引的基数的，代价太大了，索引系统是通过遍历部分数据，也就是通过采样的方式，来预测索引的基数的。
既然是采样就会出现误差，如果采样的那一部分数据刚好基数很小，实际上却相反，系统就误以为索引的基数很小，不走索引了，直接走全部扫描了，这种情况也会导致我们 SQL 语句执行的很慢的原因

系统判断是否走索引，扫描行数的预测其实只是原因之一，这条查询语句是否需要使用使用临时表、是否需要排序等也是会影响系统的选择的。

不过呢，我们有时候也可以通过强制走索引的方式来查询，例如

1	select * from t force index(a) where a < 100 and a < 100000;

我们也可以通过命令来查询索引的基数和实际是否符合

1	show index from t;

如果和实际很不符合的话，我们可以重新来统计索引的基数，可以用这条命令来重新统计分析。

1	analyze table t;

总结

一个 SQL 执行的很慢，大部分可以分两种情况：

1、大多数情况下很正常，偶尔很慢，则有如下原因

(1)、数据库在刷新脏页，例如 redo log 写满了需要同步到磁盘。

(2)、执行的时候，遇到锁，如表锁、行锁。

2、这条 SQL 语句一直执行的很慢（SQL本身也有问题），则有如下原因

(1)、没有用上索引：例如该字段没有索引；由于对字段进行运算、函数操作导致无法用索引。

(2)、数据库选错了索引。

当然还有SQL本身有没有问题、expain sql来看是否用上索引，以及是否文件排序或者全表扫描或者生成临时表都会导致sql变慢等等