MySQL Group by的優(yōu)化詳解
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 Group by語句包含排序、分組、聚合函數(shù),比如select a,count(*) from t group by a ; 這個(gè)語句默認(rèn)使用 a進(jìn)行排序。如果 a列沒有索引,那么就會(huì)創(chuàng)建臨時(shí)表來統(tǒng)計(jì) a和 count(*),然后再通過 sort_buffer按 a進(jìn)行排序。
標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行流程
結(jié)構(gòu):
create table t1(id int primary key, a int, b int, index(a)); delimiter ;; create procedure idata() begin declare i int; set i=1; while(i<=1000)do insert into t1 values(i, i, i); set i=i+1; end while; end;; delimiter ; call idata();
函數(shù)就是向 t1中插入1000條語句,從(1,1,1)到(1000,1000,1000)。
執(zhí)行 select id%10 as m, count(*) as c from t1 group by m;
解析:
Using index,表示這個(gè)語句使用了覆蓋索引,選擇了索引 a,不需要回表;
Using temporary,表示使用了臨時(shí)表;
Using filesort,表示需要排序。
過程:
1、創(chuàng)建內(nèi)存臨時(shí)表,表里有兩個(gè)字段 m 和 c,主鍵是 m;
2、掃描表 t1 的索引 a,依次取出葉子節(jié)點(diǎn)上的 id 值,計(jì)算 id%10 的結(jié)果,記為 x;
1)如果臨時(shí)表中沒有主鍵為 x 的行,就插入一個(gè)記錄 (x,1);
2)如果表中有主鍵為 x 的行,就將 x 這一行的 c 值加 1;
第2步如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)存臨時(shí)表存儲(chǔ)的總字段長度到達(dá)參數(shù)tmp_table_size設(shè)置的大小,那么就會(huì)將內(nèi)存臨時(shí)表升級(jí)為磁盤臨時(shí)表,然后重新開始遍歷計(jì)算。
3、遍歷完成后,再根據(jù)字段 m 做排序,得到結(jié)果集返回給客戶端。
最后的排序就是下圖虛線框中的操作,如果 sort_buffer設(shè)置的大小不夠大,那么就會(huì)使用臨時(shí)表來輔助排序。
優(yōu)化
未優(yōu)化(也就是分組列沒有索引)的 group by的總過程可以概括為:因?yàn)閿?shù)據(jù)是無序的,所以需要?jiǎng)?chuàng)建臨時(shí)表,然后一個(gè)一個(gè)判斷屬于哪個(gè)分組,最后再根據(jù)分組列進(jìn)行排序。所以,優(yōu)化可以有兩個(gè)思路:
去掉排序
在明確返回的數(shù)據(jù)不需要排序的情況下,可以禁止排序,也就是將上面的語句改成select a,count(*) from t group by a order by null。
順序排列
如果記錄都按照排序字段排序,那么數(shù)據(jù)就變成了下面的結(jié)構(gòu):
這樣在實(shí)際獲取要返回的字段或計(jì)算聚合函數(shù)時(shí),只需要按順序依次訪問,等到列值變成下一個(gè)就知道當(dāng)前組訪問結(jié)束,將之前統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)直接返回。這樣就避免了創(chuàng)建臨時(shí)表,同時(shí)排序也不需要使用 sort_buffer進(jìn)行額外排序。這樣就極大地提高了執(zhí)行的效率。
實(shí)現(xiàn)
1、如果分組字段適合創(chuàng)建索引就直接為分組字段創(chuàng)建索引。
MySQL 5.7 版本支持了 generated column 機(jī)制,用來實(shí)現(xiàn)列數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)更新。你可以用下面的方法創(chuàng)建一個(gè)列 z,然后在 z 列上創(chuàng)建一個(gè)索引(如果是 MySQL 5.6 及之前的版本,你也可以創(chuàng)建普通列和索引,來解決這個(gè)問題)
alter table t1 add column z int generated always as(id % 100), add index(z);
然后解析:
這時(shí)沒有用到臨時(shí)表和額外排序,所以性能提升。
2、如果分組字段不適合(使用率很低),那么可以使用SQL_BIG_RESULT來嘗試優(yōu)化。
在 group by 語句中加入 SQL_BIG_RESULT 這個(gè)提示(hint),就可以告訴優(yōu)化器:這個(gè)語句涉及的數(shù)據(jù)量很大,請(qǐng)直接用磁盤臨時(shí)表。MySQL 的優(yōu)化器一看,磁盤臨時(shí)表是 B+ 樹存儲(chǔ),存儲(chǔ)效率不如數(shù)組來得高。所以,既然使用SQL_BIG_RESULT來說明數(shù)據(jù)量很大,那從磁盤空間考慮,還是直接用數(shù)組來存吧。所以在使用SQL_BIG_RESULT后優(yōu)化器會(huì)使用數(shù)組結(jié)構(gòu)的磁盤臨時(shí)表。
但是如果在未達(dá)到磁盤臨時(shí)表的使用條件是不會(huì)使用磁盤臨時(shí)表的,也就是在 sort_buffer空間能夠存儲(chǔ)要返回和排序的總字段長度時(shí),就使用數(shù)組結(jié)構(gòu)的 sort_buffer ,如果總字段超過 sort_buffer大小,那么就再加上數(shù)組結(jié)構(gòu)的磁盤臨時(shí)表來幫助排序。
那么在 sort_buffer空間足夠的情況下, sort_buffer內(nèi)部就會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序,這樣也就起到了索引的作用,
還是以上面的例子來看,使用SQL_BIG_RESULT
alter table t1 add column z int generated always as(id % 100), add index(z);
具體過程如下:
1、初始化 sort_buffer,確定放入一個(gè)整型字段,記為 m;
2、掃描表 t1 的索引 a,依次取出里面的 id 值, 將 id%10 的值存入 sort_buffer 中;
3、掃描完成后,對(duì) sort_buffer 的字段 m 做排序(如果 sort_buffer 內(nèi)存不夠用,就會(huì)利用磁盤臨時(shí)文件輔助排序);
4、排序完成后,就得到了一個(gè)有序數(shù)組。
解析:
可以看到此時(shí)就沒有使用臨時(shí)表了,而是直接使用 sort_buffer進(jìn)行排序,這樣就省去了使用臨時(shí)表帶來的性能消耗。
總結(jié)
1、如果對(duì) group by 語句的結(jié)果沒有排序要求,要在語句后面加 order by null;那么一般情況就不需要使用臨時(shí)表了(上面兩個(gè)優(yōu)化都是在要求排序的前提下提出的優(yōu)化方式)
2、盡量讓 group by 過程用上表的索引,確認(rèn)方法是 explain 結(jié)果里沒有 Using temporary 和 Using filesort;
3、如果 group by 需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)量不大,盡量只使用內(nèi)存臨時(shí)表;也可以通過適當(dāng)調(diào)大 tmp_table_size 參數(shù),來避免用到磁盤臨時(shí)表;
4、如果數(shù)據(jù)量實(shí)在太大,使用 SQL_BIG_RESULT 這個(gè)提示,來告訴優(yōu)化器直接使用排序算法得到 group by 的結(jié)果。
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