性能优化｜索引优化最佳实战(二)比较成本大小，则决定使用索引查询。执行计划发现使用了文件排序 using fileso

深入索引优化

我们很好奇，mysql是如何选择合适的索引的？

其实在mysql底层，使用了一个trace的工具，帮助你分析每条SQL语句，它会按照索引去查询语句，预估消耗的时间，然后再按照全表扫描，预估消耗的时间，最后比较两者消耗时间，选择是否走索引还是全表扫描,执行如下sql,查看结果2，分析trace字段的结果：


SET SESSION optimizer_trace = "enabled=on",
end_markers_in_json = ON;

SELECT
* 
FROM
 student 
WHERE
 stu_age > 10 
ORDER BY
 stu_age;
SELECT
* 
FROM
 information_schema.OPTIMIZER_TRACE;

预估表的访问成本在这里插入图片描述

使用索引预估的访问成本

比较成本大小，则决定使用索引查询。

order by优化

SQL1

explain 
SELECT
*
FROM
 student 
WHERE
 stu_name = '刘备' 
ORDER BY
 stu_addr;

执行计划发现使用了文件排序 using filesort，原因是由于where 后面的语句过滤字段和排序字段中间跳过了age字段，索引排序是在文件中排序。

SQL2

explain 
SELECT
*
FROM
 student 
WHERE
 stu_name = '刘备' and stu_age =  16
ORDER BY
 stu_addr;

分析执行计划，发现using filesort没有了，因为满足了最左前缀原则了。加上了stu_age字段，直接可以在索引中完成排序。

SQL3

explain 
SELECT
*
FROM
 student 
WHERE
 stu_name = '刘备'
ORDER BY
 stu_addr,stu_age

执行计划中出现了filesort,原因是排序字段与索引建立的顺序不一致，不满足最左前缀法则，mysql没有使用索引进行排序。

SQL4

explain 
SELECT
*
FROM
 student 
WHERE
 stu_name = '刘备'
ORDER BY
 stu_age, stu_addr desc

分析执行计划，发现又出现了using filesort，使用了文件排序，按照排序确实按照最左前缀了啊，不应该啊。仔细观察发现。两个字段的排序方向不一致，这会导致索引无法进行排序，在索引树中：只能使用排序方向一致的索引，否则就需要使用文件排序了。

SQL5

explain 
SELECT
*
FROM
 student 
WHERE
 stu_name in('刘备','张飞')
ORDER BY
 stu_age

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-P8CAbS5j-1603062000913)(media/16030236994724/16030326775297.jpg)] 执行计划发现明明按照最左前缀的顺序查询和排序的，为什么又出现了文件排序呢？因为in查询属于范围查询，会导致右侧所有索引失效。

order by 总结：
- 排序字段尽量是索引字段
- 尽量使用索引覆盖
- where字段和排序字段遵循最左前缀
- 出现filesort ，尽量优化成 using index，在索引中排序肯定比使用文件排序要快得多。
- group by 和order by 优化点是一样的，默认会按照字段排序的，如果不需要排序则可以在group by 之后加上order by null，省去排序的消耗。

文件排序 using filesort

在上面优化中，发现在mysql中排序分为文件排序和索引排序，在无法使用索引排序的情况下，我们就得考虑如何优化文件排序了。文件排序分为两种：

单路排序单路排序是一次性取出所有满足条件的数据的所有字段，保存在sort buffer中，然后在sort buffer排序完成之后，直接返回结果。
双路排序双路排序是取出排序的字段和能够定位数据的行标识，保存在sort_buffer中，完成排序后，再按照行标识按顺序从文件中取出需要查询的字段，这个比单路排序多了一步操作。

单路排序和双路排序分别在什么情况下使用呢？

如果查询的字段比sort buffer 空间要大(大小由系统变量max_length_for_sort_data来决定的，默认为1024字节)，则使用双路排序，因为一次性无法从文件中取出所有字段放在sort buffer中。
相反，如果查询的字段总长度比sort buffer 空间小，则使用单路排序。

如何区分执行器使用的是单路排序还是双路排序呢？

我们可以使用上面提到的trace工具来分析：


SET SESSION optimizer_trace = "enabled=on",
end_markers_in_json = ON;

SELECT
*
FROM
 student 
WHERE
 stu_name ='a'
ORDER BY
 stu_addr,stu_age;
SELECT
* 
FROM
 information_schema.OPTIMIZER_TRACE;

   {
      "join_execution": {
        "select#": 1,
        "steps": [
          {
            "filesort_information": [
              {
                "direction": "asc",
                "table": "`student`",
                "field": "stu_addr"
              },
              {
                "direction": "asc",
                "table": "`student`",
                "field": "stu_age"
              }
            ] /* filesort_information */,
            "filesort_priority_queue_optimization": {
              "usable": false,
              "cause": "not applicable (no LIMIT)"
            } /* filesort_priority_queue_optimization */,
            "filesort_execution": [
            ] /* filesort_execution */,
            "filesort_summary": {
              "rows": 0,
              "examined_rows": 0,
              "number_of_tmp_files": 0,
              "sort_buffer_size": 204800 // sort buffer大小
              "sort_mode": "<sort_key, packed_additional_fields>" // 单路排序
            } /* filesort_summary */
          }
        ] /* steps */
      } /* join_execution */
    }

分析trace结果中主要的字段： sort_buffer_size：204800 mysql设置的默认值为1m "sort_mode": "<sort_key, packed_additional_fields>" 单路排序因为我们查询的字段长度肯定是小于1m的，我们现在设置下sort_buffer_size大小，然后再trace下结果：

// 修改默认值，记得测试完之后修改回默认值（1m）
 set max_length_for_sort_data = 10;

再执行上面的语句，查看结果为：

       "filesort_summary": {
              "rows": 0,
              "examined_rows": 0,
              "number_of_tmp_files": 0,
              "sort_buffer_size": 57344,
              "sort_mode": "<sort_key, rowid>" // 双路排序 因为包含了rowid,需要根据rowid再去提取查询的字段。
            } /* filesort_summary */

sort_mode 字段中包含了rowid，所以排序模式已经更改为双路排序了。 // 设置回原来的值 set max_length_for_sort_data = 1024;

❝
微信搜一搜【乐哉开讲】关注帅气的我，回复【干货领取】，将会有大量面试资料和架构师必看书籍等你挑选，包括java基础、java并发、微服务、中间件等更多资料等你来取哦。
❞

本文使用 mdnice 排版