一条SQL语句执行得很慢的原因有哪些?

  1. 大多数情况下正常,只是偶尔出现很慢的情况
  2. 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。

1. 大多数情况下正常,只是偶尔出现很慢的情况

1.1 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”。

系统在刷新脏页的时候,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。

刷脏页的四种场景(后两种不太影响性能)

  • redolog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。

  • 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。

1.2 拿不到锁

我们要执行的这条语句,刚好这条语句涉及到的表或者使用到的某个一行被加锁了,只能慢慢等待别人释放锁了。

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。

2. 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。

2.1 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)

添加索引的方式
2.1.1 字段没有索引

例如

select * from t where 100 <c and c < 100000;

若c 字段上没有索引,就只能全表扫描,因此就会慢一些。

2.1.2 字段有索引,但没有用到索引
select * from t where c - 1 = 1000;

字段的左边做了运算就不会用上索引。

2.1.3 函数操作导致没有用上索引
select * from t where pow(c,2) = 1000;

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。

2.2 数据库选错了索引

select * from t where 100 < c and c < 100000;

若c是非主键索引的话,如果走 c 这个字段的索引的话,最后会查询到对应主键的值,然后,再根据主键的值走主键索引,查询到整行数据返回。

然而,就算在 c 字段上有索引,系统也并不一定会走 c 这个字段上的索引,而是有可能会直接扫描扫描全表,找出所有符合 100 < c and c < 100000 的数据。

系统不走索引的原因
系统在执行这条语句的时候,会进行预测:究竟是走 c 索引扫描的行数少,还是直接扫描全表扫描的行数少呢?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 c 的话,我们通过索引 c 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 c < and c < 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 c 索引不仅扫描的行数是 n,同时还得每行数据走两次索引。所以如果要走 c 字段索引的话,系统会预测走 c 字段索引大概需要扫描多少行。如果预测到要扫描的行数很多,它可能就不走索引而直接扫描全表了。

系统如何判断是否走索引
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,意味着走索引查询越有优势。

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。

索引的基数
系统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。
采样可能有失误,c 这个索引的基数实际上是很大的,但是采样的时候,把这个索引的基数预测成很小。例如采样的那一部分数据刚好基数很小,然后就误以为索引的基数很小。然后系统就不走 c 索引了,直接走全部扫描了。
由于统计的失误,导致系统没有走索引,而是走了全表扫描。

既然会预测错索引的基数,这也意味着,当查询语句有多个索引的时候,系统有可能也会选错索引。

解决方法:

  1. 可以通过强制走索引的方式来查询,例如
select * from t force index(a) where c < 100 and c < 100000;
  1. 可以查询索引的基数和实际是否符合,如果和实际很不符合的话,可以重新来统计索引的基数
show index from t;
analyze table t;

3. 总结

一个 SQL 执行的很慢,我们要分两种情况讨论:

  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,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。

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