mysql性能优化(九) mysql慢查询分析、优化索引和配置

一、 优化概述

MySQL数据库是常见的两个瓶颈是CPU和I/O的瓶颈，
CPU在饱和的时候一般发生在数据装入内存或从磁盘上读取数据时候。
磁盘I/O瓶颈发生在装入数据远大于内存容量的时候，如果应用分布在网络上，那么查询量相当大的时候那么平瓶颈就会出现在网络上，
我们可以用mpstat, iostat, sar和vmstat来查看系统的性能状态。除了服务器硬件的性能瓶颈，对于MySQL系统本身，我们可以使用工具来优化数据库的性能，
通常有三种：使用索引，使用EXPLAIN分析查询以及调整MySQL的内部配置

二、查询与索引优化分析

在优化MySQL时，通常需要对数据库进行分析，常见的分析手段有慢查询日志，EXPLAIN 分析查询，profiling分析以及show命令查询系统状态及系统变量，
通过定位分析性能的瓶颈，才能更好的优化数据库系统的性能。

2.1性能瓶颈定位

Show命令

我们可以通过show命令查看MySQL状态及变量，找到系统的瓶颈：

Mysql> show status ——显示状态信息（扩展show status like ‘XXX’）

Mysql> show variables ——显示系统变量（扩展show variables like ‘XXX’）

Mysql> show innodb status ——显示InnoDB存储引擎的状态

Mysql> show processlist ——查看当前SQL执行，包括执行状态、是否锁表等

Shell> mysqladmin variables -u username -p password——显示系统变量

Shell> mysqladmin extended-status -u username -p password——显示状态信息

查看状态变量及帮助：

Shell> 

mysqld –verbose –help [|more #逐行显示]

比较全的Show命令的使用可参考： http://blog.phpbean.com/a.cn/18/

慢查询日志

慢查询日志开启：

在配置文件my.cnf或my.ini中在[mysqld]一行下面加入两个配置参数

log-slow-queries=/data/mysqldata/slow-query.log

long_query_time=2

注：log-slow-queries参数为慢查询日志存放的位置，一般这个目录要有mysql的运行帐号的可写权限，一般都将这个目录设置为mysql的数据存放目录；

long_query_time=2中的2表示查询超过两秒才记录；

在my.cnf或者my.ini中添加log-queries-not-using-indexes参数，表示记录下没有使用索引的查询。

log-slow-queries=/data/mysqldata/slow-query.log

long_query_time=10

log-queries-not-using-indexes 
 

慢查询日志开启方法二：

我们可以通过命令行设置变量来即时启动慢日志查询。由下图可知慢日志没有打开，slow_launch_time=# 表示如果建立线程花费了比这个值更长的时间,slow_launch_threads 计数器将增加



设置慢日志开启



MySQL后可以查询long_query_time
的值 。



为了方便测试，可以将修改慢查询时间为5秒。



慢查询分析mysqldumpslow

我们可以通过打开log文件查看得知哪些SQL执行效率低下

[root@localhost mysql]# more slow-query.log                            

# Time: 081026 19:46:34                                                                          

# User@Host: root[root] @ localhost []                                                           

# Query_time: 11 Lock_time: 0 Rows_sent: 1 Rows_examined: 6552961        

select count(*) from t_user;                                                                                

从日志中，可以发现查询时间超过5 秒的SQL，而小于5秒的没有出现在此日志中。

如果慢查询日志中记录内容很多，可以使用mysqldumpslow工具（MySQL客户端安装自带）来对慢查询日志进行分类汇总。mysqldumpslow对日志文件进行了分类汇总，显示汇总后摘要结果。

进入log的存放目录，运行

[root@mysql_data]#mysqldumpslow  slow-query.log                                 

Reading mysql slow query log from slow-query.log                            

Count: 2 Time=11.00s (22s) Lock=0.00s (0s) Rows=1.0 (2), root[root]@mysql    

select count(N) from t_user;                                                

mysqldumpslow命令

/path/mysqldumpslow -s c -t 10 /database/mysql/slow-query.log                      

这会输出记录次数最多的10条SQL语句，其中：

-s, 是表示按照何种方式排序，c、t、l、r分别是按照记录次数、时间、查询时间、返回的记录数来排序，ac、at、al、ar，表示相应的倒叙；

-t, 是top n的意思，即为返回前面多少条的数据；

-g, 后边可以写一个正则匹配模式，大小写不敏感的；

例如：

/path/mysqldumpslow -s r -t 10 /database/mysql/slow-log                                 

得到返回记录集最多的10个查询。

/path/mysqldumpslow -s t -t 10 -g “left join” /database/mysql/slow-log       

得到按照时间排序的前10条里面含有左连接的查询语句。

使用mysqldumpslow命令可以非常明确的得到各种我们需要的查询语句，对MySQL查询语句的监控、分析、优化是MySQL优化非常重要的一步。开启慢查询日志后，由于日志记录操作，在一定程度上会占用CPU资源影响mysql的性能，但是可以阶段性开启来定位性能瓶颈。

explain分析查询

使用 EXPLAIN 关键字可以模拟优化器执行SQL查询语句，从而知道MySQL是如何处理你的SQL语句的。这可以帮你分析你的查询语句或是表结构的性能瓶颈。通过explain命令可以得到:

– 表的读取顺序

– 数据读取操作的操作类型

– 哪些索引可以使用

– 哪些索引被实际使用

– 表之间的引用

– 每张表有多少行被优化器查询



EXPLAIN字段：

ØTable：显示这一行的数据是关于哪张表的

Øpossible_keys：显示可能应用在这张表中的索引。如果为空，没有可能的索引。可以为相关的域从WHERE语句中选择一个合适的语句

Økey：实际使用的索引。如果为NULL，则没有使用索引。MYSQL很少会选择优化不足的索引，此时可以在SELECT语句中使用USE INDEX（index）来强制使用一个索引或者用IGNORE INDEX（index）来强制忽略索引

Økey_len：使用的索引的长度。在不损失精确性的情况下，长度越短越好

Øref：显示索引的哪一列被使用了，如果可能的话，是一个常数

Ørows：MySQL认为必须检索的用来返回请求数据的行数

Øtype：这是最重要的字段之一，显示查询使用了何种类型。从最好到最差的连接类型为system、const、eq_reg、ref、range、index和ALL

nsystem、const：可以将查询的变量转为常量.  如id=1; id为 主键或唯一键.

neq_ref：访问索引,返回某单一行的数据.(通常在联接时出现，查询使用的索引为主键或惟一键)

nref：访问索引,返回某个值的数据.(可以返回多行) 通常使用=时发生

nrange：这个连接类型使用索引返回一个范围中的行，比如使用>或<查找东西，并且该字段上建有索引时发生的情况(注:不一定好于index)

nindex：以索引的顺序进行全表扫描，优点是不用排序,缺点是还要全表扫描

nALL：全表扫描，应该尽量避免

ØExtra：关于MYSQL如何解析查询的额外信息，主要有以下几种

nusing index：只用到索引,可以避免访问表. 

nusing where：使用到where来过虑数据. 不是所有的where clause都要显示using where. 如以=方式访问索引.

nusing tmporary：用到临时表

nusing filesort：用到额外的排序. (当使用order by v1,而没用到索引时,就会使用额外的排序)

nrange checked for eache record(index map:N)：没有好的索引.

profiling分析查询

通过慢日志查询可以知道哪些SQL语句执行效率低下，通过explain我们可以得知SQL语句的具体执行情况，索引使用等，还可以结合show命令查看执行状态。

如果觉得explain的信息不够详细，可以同通过profiling命令得到更准确的SQL执行消耗系统资源的信息。

profiling默认是关闭的。可以通过以下语句查看



打开功能：
mysql>set profiling=1; 执行需要测试的sql 语句：



mysql> show profiles\G; 可以得到被执行的SQL语句的时间和ID

mysql>show profile for query 1; 得到对应SQL语句执行的详细信息

Show Profile命令格式：

SHOW PROFILE [type [, type] … ]                                    

    [FOR QUERY n]                                                            

    [LIMIT row_count [OFFSET offset]]                             

type:                                                                                  

    ALL                                                                               

  | BLOCK IO                                                                      

  | CONTEXT SWITCHES                                                   

  | CPU                                                                              

  | IPC                                                                                

  | MEMORY                                                                            

  | PAGE FAULTS                                                               

  | SOURCE                                                                        

  | SWAPS  

以上的16rows是针对非常简单的select语句的资源信息，对于较复杂的SQL语句，会有更多的行和字段，比如converting HEAP to MyISAM 、Copying to tmp table等等，由于以上的SQL语句不存在复杂的表操作，所以未显示这些字段。通过profiling资源耗费信息，我们可以采取针对性的优化措施。

测试完毕以后 ，关闭参数：mysql> set profiling=0

2     索引及查询优化

 

索引的类型

Ø 普通索引：这是最基本的索引类型，没唯一性之类的限制。

Ø 唯一性索引：和普通索引基本相同，但所有的索引列值保持唯一性。

Ø 主键：主键是一种唯一索引，但必须指定为”PRIMARY KEY”。

Ø 全文索引：MYSQL从3.23.23开始支持全文索引和全文检索。在MYSQL中，全文索引的索引类型为FULLTEXT。全文索引可以在VARCHAR或者TEXT类型的列上创建。

大多数MySQL索引(PRIMARY KEY、UNIQUE、INDEX和FULLTEXT)使用B树中存储。空间列类型的索引使用R-树，MEMORY表支持hash索引。

单列索引和多列索引（复合索引）

索引可以是单列索引，也可以是多列索引。对相关的列使用索引是提高SELECT操作性能的最佳途径之一。

多列索引：

MySQL可以为多个列创建索引。一个索引可以包括15个列。对于某些列类型，可以索引列的左前缀，列的顺序非常重要。

多列索引可以视为包含通过连接索引列的值而创建的值的排序的数组。一般来说，即使是限制最严格的单列索引，它的限制能力也远远低于多列索引。

最左前缀

多列索引有一个特点，即最左前缀（Leftmost Prefixing）。假如有一个多列索引为key(firstname lastname age)，当搜索条件是以下各种列的组合和顺序时，MySQL将使用该多列索引：

firstname，lastname，age

firstname，lastname

firstname

也就是说，相当于还建立了key(firstname lastname)和key(firstname)。

索引主要用于下面的操作：

Ø 快速找出匹配一个WHERE子句的行。

Ø 删除行。当执行联接时，从其它表检索行。

Ø 对具体有索引的列key_col找出MAX()或MIN()值。由预处理器进行优化，检查是否对索引中在key_col之前发生所有关键字元素使用了WHERE key_part_# = constant。在这种情况下，MySQL为每个MIN()或MAX()表达式执行一次关键字查找，并用常数替换它。如果所有表达式替换为常量，查询立即返回。例如：

SELECT MIN(key2), MAX (key2)  FROM tb WHERE key1=10;

Ø 如果对一个可用关键字的最左面的前缀进行了排序或分组(例如，ORDER BY key_part_1,key_part_2)，排序或分组一个表。如果所有关键字元素后面有DESC，关键字以倒序被读取。

Ø 在一些情况中，可以对一个查询进行优化以便不用查询数据行即可以检索值。如果查询只使用来自某个表的数字型并且构成某些关键字的最左面前缀的列，为了更快，可以从索引树检索出值。

SELECT key_part3 FROM tb WHERE key_part1=1

有时MySQL不使用索引，即使有可用的索引。一种情形是当优化器估计到使用索引将需要MySQL访问表中的大部分行时。(在这种情况下，表扫描可能会更快些）。然而，如果此类查询使用LIMIT只搜索部分行，MySQL则使用索引，因为它可以更快地找到几行并在结果中返回。例如：



合理的建立索引的建议：

(1)  越小的数据类型通常更好：越小的数据类型通常在磁盘、内存和CPU缓存中都需要更少的空间，处理起来更快。 

(2)  简单的数据类型更好：整型数据比起字符，处理开销更小，因为字符串的比较更复杂。在MySQL中，应该用内置的日期和时间数据类型，而不是用字符串来存储时间；以及用整型数据类型存储IP地址。