MySQL优化案例系列-mysql分页优化

数据库  /  管理员 发布于 6年前   152

通常，我们会采用ORDER BY LIMIT start, offset 的方式来进行分页查询。例如下面这个SQL：

SELECT * FROM `t1` WHERE ftype=1 ORDER BY id DESC LIMIT 100, 10;

或者像下面这个不带任何条件的分页SQL：

SELECT * FROM `t1` ORDER BY id DESC LIMIT 100, 10;

一般而言，分页SQL的耗时随着 start 值的增加而急剧增加，我们来看下面这2个不同起始值的分页SQL执行耗时：

[email protected]> SELECT * FROM `t1` WHERE ftype=1 ORDER BY id DESC LIMIT 500, 10;…10 rows in set (0.05 sec)[email protected]> SELECT * FROM `t1` WHERE ftype=6 ORDER BY id DESC LIMIT 935500, 10;…10 rows in set (2.39 sec)

可以看到，随着分页数量的增加，SQL查询耗时也有数十倍增加，显然不科学。今天我们就来分析下，如何能优化这个分页方案。 一般滴，想要优化分页的终极方案就是：没有分页，哈哈哈~~~，不要说我讲废话，确实如此，可以把分页算法交给Sphinx、Lucence等第三方解决方案，没必要让MySQL来做它不擅长的事情。 当然了，有小伙伴说，用第三方太麻烦了，我们就想用MySQL来做这个分页，咋办呢？莫急，且待我们慢慢分析，先看下表DDL、数据量、查询SQL的执行计划等信息：

[email protected]> SHOW CREATE TABLE `t1`;CREATE TABLE `t1` ( `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,... `ftype` tinyint(3) unsigned NOT NULL,... PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;[email protected]> select count(*) from t1;+----------+| count(*) |+----------+| 994584 |[email protected]> EXPLAIN SELECT * FROM `t1` WHERE ftype=1 ORDER BY id DESC LIMIT 500, 10\G*************************** 1. row *************************** id: 1 select_type: SIMPLE table: t1 type: indexpossible_keys: NULL key: PRIMARY key_len: 4 ref: NULL rows: 510 Extra: Using [email protected]> EXPLAIN SELECT * FROM `t1` WHERE ftype=1 ORDER BY id DESC LIMIT 935500, 10\G*************************** 1. row *************************** id: 1 select_type: SIMPLE table: t1 type: indexpossible_keys: NULL key: PRIMARY key_len: 4 ref: NULL rows: 935510 Extra: Using where

可以看到，虽然通过主键索引进行扫描了，但第二个SQL需要扫描的记录数太大了，而且需要先扫描约935510条记录，然后再根据排序结果取10条记录，这肯定是非常慢了。 针对这种情况，我们的优化思路就比较清晰了，有两点：

1、尽可能从索引中直接获取数据，避免或减少直接扫描行数据的频率
2、尽可能减少扫描的记录数，也就是先确定起始的范围，再往后取N条记录即可

据此，我们有两种相应的改写方法：子查询、表连接，即下面这样的：

#采用子查询的方式优化，在子查询里先从索引获取到最大id，然后倒序排，再取10行结果集
#注意这里采用了2次倒序排，因此在取LIMIT的start值时，比原来的值加了10，即935510，否则结果将和原来的不一致

[email protected]> EXPLAIN SELECT * FROM (SELECT * FROM `t1` WHERE id > ( SELECT id FROM `t1` WHERE ftype=1 ORDER BY id DESC LIMIT 935510, 1) LIMIT 10) t ORDER BY id DESC\G*************************** 1. row *************************** id: 1 select_type: PRIMARY table: <derived2> type: ALLpossible_keys: NULL key: NULL key_len: NULL ref: NULL rows: 10 Extra: Using filesort*************************** 2. row *************************** id: 2 select_type: DERIVED table: t1 type: ALLpossible_keys: PRIMARY key: NULL key_len: NULL ref: NULL rows: 973192 Extra: Using where*************************** 3. row *************************** id: 3 select_type: SUBQUERY table: t1 type: indexpossible_keys: NULL key: PRIMARY key_len: 4 ref: NULL rows: 935511 Extra: Using where#采用INNER JOIN优化，JOIN子句里也优先从索引获取ID列表，然后直接关联查询获得最终结果，这里不需要加[email protected]> EXPLAIN SELECT * FROM `t1` INNER JOIN ( SELECT id FROM `t1` WHERE ftype=1 ORDER BY id DESC LIMIT 935500,10) t2 USING (id)\G*************************** 1. row *************************** id: 1 select_type: PRIMARY table: <derived2> type: ALLpossible_keys: NULL key: NULL key_len: NULL ref: NULL rows: 935510 Extra: NULL*************************** 2. row *************************** id: 1 select_type: PRIMARY table: t1 type: eq_refpossible_keys: PRIMARY key: PRIMARY key_len: 4 ref: t2.id rows: 1 Extra: NULL*************************** 3. row *************************** id: 2 select_type: DERIVED table: t1 type: indexpossible_keys: NULL key: PRIMARY key_len: 4 ref: NULL rows: 973192 Extra: Using where

然后我们来对比下这2个优化后的新SQL执行时间：

[email protected]> SELECT * FROM (SELECT * FROM `t1` WHERE id > ( SELECT id FROM `t1` WHERE ftype=1 ORDER BY id DESC LIMIT 935510, 1) LIMIT 10) T ORDER BY id DESC;...rows in set (1.86 sec)#采用子查询优化，从profiling的结果来看，相比原来的那个SQL快了：28.2%[email protected]> SELECT * FROM `t1` INNER JOIN ( SELECT id FROM `t1` WHERE ftype=1 ORDER BY id DESC LIMIT 935500,10) t2 USING (id);...10 rows in set (1.83 sec)#采用INNER JOIN优化，从profiling的结果来看，相比原来的那个SQL快了：30.8%

我们再来看一个不带过滤条件的分页SQL对比：

#原始[email protected]> EXPLAIN SELECT * FROM `t1` ORDER BY id DESC LIMIT 935500, 10\G*************************** 1. row ***************************   id: 1 select_type: SIMPLE  table: t1   type: indexpossible_keys: NULL   key: PRIMARY  key_len: 4   ref: NULL   rows: 935510  Extra: [email protected]> SELECT * FROM `t1` ORDER BY id DESC LIMIT 935500, 10;...10 rows in set (2.22 sec)#采用子查询优化[email protected]> EXPLAIN SELECT * FROM (SELECT * FROM `t1` WHERE id > ( SELECT id FROM `t1` ORDER BY id DESC LIMIT 935510, 1) LIMIT 10) t ORDER BY id DESC;*************************** 1. row ***************************   id: 1 select_type: PRIMARY  table: <derived2>   type: ALLpossible_keys: NULL   key: NULL  key_len: NULL   ref: NULL   rows: 10  Extra: Using filesort*************************** 2. row ***************************   id: 2 select_type: DERIVED  table: t1   type: ALLpossible_keys: PRIMARY   key: NULL  key_len: NULL   ref: NULL   rows: 973192  Extra: Using where*************************** 3. row ***************************   id: 3 select_type: SUBQUERY  table: t1   type: indexpossible_keys: NULL   key: PRIMARY  key_len: 4   ref: NULL   rows: 935511  Extra: Using [email protected]> SELECT * FROM (SELECT * FROM `t1` WHERE id > ( SELECT id FROM `t1` ORDER BY id DESC LIMIT 935510, 1) LIMIT 10) t ORDER BY id DESC;…10 rows in set (2.01 sec)#采用子查询优化，从profiling的结果来看，相比原来的那个SQL快了：10.6%#采用INNER JOIN优化[email protected]> EXPLAIN SELECT * FROM `t1` INNER JOIN ( SELECT id FROM `t1`ORDER BY id DESC LIMIT 935500,10) t2 USING (id)\G*************************** 1. row ***************************   id: 1 select_type: PRIMARY  table:    type: ALLpossible_keys: NULL   key: NULL  key_len: NULL   ref: NULL   rows: 935510  Extra: NULL*************************** 2. row ***************************   id: 1 select_type: PRIMARY  table: t1   type: eq_refpossible_keys: PRIMARY   key: PRIMARY  key_len: 4   ref: t1.id   rows: 1  Extra: NULL*************************** 3. row ***************************   id: 2 select_type: DERIVED  table: t1   type: indexpossible_keys: NULL   key: PRIMARY  key_len: 4   ref: NULL   rows: 973192  Extra: Using [email protected]> SELECT * FROM `t1` INNER JOIN ( SELECT id FROM `t1`ORDER BY id DESC LIMIT 935500,10) t2 USING (id);…10 rows in set (1.70 sec)#采用INNER JOIN优化，从profiling的结果来看，相比原来的那个SQL快了：30.2%

至此，我们看到采用子查询或者INNER JOIN进行优化后，都有大幅度的提升，这个方法也同样适用于较小的分页，虽然LIMIT开始的 start 位置小了很多，SQL执行时间也快了很多，但采用这种方法后，带WHERE条件的分页分别能提高查询效率：24.9%、156.5%，不带WHERE条件的分页分别提高查询效率：554.5%、11.7%，各位可以自行进行测试验证。单从提升比例说，还是挺可观的，确保这些优化方法可以适用于各种分页模式，就可以从一开始就是用。 我们来看下各种场景相应的提升比例是多少：

	大分页，带WHERE	大分页，不带WHERE	大分页平均提升比例	小分页，带WHERE	小分页，不带WHERE	总体平均提升比例
子查询优化	28.20%	10.60%	19.40%	24.90%	554.40%	154.53%
INNER JOIN优化	30.80%	30.20%	30.50%	156.50%	11.70%	57.30%

结论：这样看就和明显了，尤其是针对大分页的情况，因此我们优先推荐使用INNER JOIN方式优化分页算法。

上述每次测试都重启mysqld实例，并且加了SQL_NO_CACHE，以保证每次都是直接数据文件或索引文件中读取。如果数据经过预热后，查询效率会一定程度提升，但但上述相应的效率提升比例还是基本一致的。

2014/07/28后记更新：

其实如果是不带任何条件的分页，就没必要用这么麻烦的方法了，可以采用对主键采用范围检索的方法，例如参考这篇：Advance for MySQL Pagination