分析一個MySQL的異常查詢的案例
問題
用戶工單疑問:相同的語句,只是最后的limit行數(shù)不同。奇怪的是,limit 10 的性能比limit 100的語句還慢約10倍。
隱藏用戶表信息,語句及結(jié)果如下
SELECT f1 , SUM(`f2`) `CNT` FROM T WHERE f1 IS NOT NULL AND f3 = '2014-05-12' GROUP BY f1 ORDER BY `CNT` DESC LIMIT 10;
執(zhí)行時間3 min 3.65 sec
SELECT f1 , SUM(`f2`) `CNT` FROM T WHERE f1 IS NOT NULL AND f3 = '2014-05-12' GROUP BY f1 ORDER BY `CNT` DESC LIMIT 100;
執(zhí)行時間1.24Sec.
性能差距非常大!
分析
MySQL Tips:追查語句執(zhí)行時最常用的方法,是通過explain來看語句的執(zhí)行計劃。 ?
更有沖擊性的效果是通過縮小范圍后,在這個數(shù)據(jù)下,limit 67和limit 68的執(zhí)行計劃相差很大。
兩個執(zhí)行計劃:
LIMIT 67 id: 1 select_type: SIMPLE table: a type: range possible_keys: A,B,C key: B key_len: 387 ref: NULL rows: 2555192 Extra: Using where; Using temporary; Using filesort 1 row in set (0.00 sec) LIMIT 68 id: 1 select_type: SIMPLE table: a type: ref possible_keys: A,B,C key: A key_len: 3 ref: const rows: 67586 Extra: Using where; Using temporary; Using filesort 1 row in set (0.00 sec)
可以看到,兩個語句的執(zhí)行計劃不同:使用的索引不同。
MySQL Tips:explain的結(jié)果中,key表示最終使用的索引,rows表示使用這個索引需要掃描的行數(shù),這是個估計值。
表中 索引A定義為 (f3, f4, f1, f2, f5); 索引B定義為(f1, f2, f3);
一個確認
雖然rows是估計值,但是指導索引使用的依據(jù)。既然limit 68能達到rows 67586,說明在第一個語句優(yōu)化器可選結(jié)果中,也應該有此值,為什么不會選擇索引A?
先確認一下我們上面的這個結(jié)論。
MySQL Tips:MySQL語法中能夠用force index 來強行要求優(yōu)化器使用某一個索引。
Explain SELECT f1 , SUM(f2) CNT FROM t force index(A) WHERE f1 IS NOT NULL AND f3 = ‘2014-05-12' GROUP BY P ORDER BY CNT DESC LIMIT 67\G id: 1 select_type: SIMPLE table: a type: ref possible_keys:A key: A key_len: 3 ref: const rows: 67586 Extra: Using where; Using temporary; Using filesort 1 row in set (0.00 sec)
順便說明,由于我們指定了force index,因此優(yōu)化器不會考慮其他索引,possible_keys里只會顯示A。我們關(guān)注的是rows:67586。這說明在limit 67語句里,使用索引A也能夠減少行掃描。
MySQL Tips:MySQL優(yōu)化器會對possiable_key中的每個可能索引都計算查詢代價,選擇最小代價的查詢計劃。
至此我們大概可以猜測,這個應該是MySQL實現(xiàn)上的bug:沒有選擇合適的索引,導致使用了明顯錯誤的執(zhí)行計劃。
MySQL Tips:MySQL的優(yōu)化器執(zhí)行期間需要依賴于表的統(tǒng)計信息,而統(tǒng)計信息是估算值,因此有可能導致得到的執(zhí)行計劃非最優(yōu)。
但要說明的是,上述Tip是客觀情況造成(可接受),但本例卻是例外,因此優(yōu)化器實際上可以拿到能夠作出選擇正確結(jié)果的數(shù)據(jù)(rows值),但是最終選擇錯誤。
原因分析
MySQL優(yōu)化器是按照查詢代價的估算值,來確定要使用的索引。計算這個估算值的過程,基本是按照“估計需要掃描的行數(shù)”來確定的。
MySQL Tips:MySQL在目前集團主流使用的5.1和5.5版本中只能使用前綴索引。
因此,使用索引A只能用上字段f3,使用索引B只能用上字段f1。Rows即為使用了索引查到上下界,之后需要掃描的數(shù)據(jù)行數(shù)(估算值)。
上述的語句需要用到group和order by,因此執(zhí)行計劃中都有Using temporary; Using filesort。
流程上按順序先計算使用索引A的查詢代價。
之后依次計算其他possitabe_key的查詢代價。由于過程中需要排序,在得到一個暫定結(jié)果后,需要判斷是否有代價更低的排序方式(test_if_cheaper_ordering)。
與之前的大同小異,也是依靠估計掃描行數(shù)來計算代價。
在這個邏輯的實現(xiàn)過程中,存在一個bug:在估計當前索引的區(qū)分度的時候,沒有考慮到前綴索引。
即:假設表中有50w行數(shù)據(jù),索引B(f1,f2,f3),則計算索引區(qū)分度時,需要根據(jù)能夠用上的前綴部分來確定。比如f1有1000個不同的值,則平均每個key值上的記錄數(shù)為500.如(f1,f2)有10000個同的值,則平均每個組合key上的記錄數(shù)為50,若(f1,f2,f3)有50w個不同的值,則平均每個組合key上的記錄數(shù)為1。
MySQL Tips:每個key上的記錄數(shù)越少,說明使用該索引查詢時效率最高。對應于show index from tbl 輸出結(jié)果中的Cardinality值越大。
在這個case下,索引B只能使用f1做前綴索引,但是在計算單key上的行平均值時用的是(f1,f2,f3),這就導致估算用索引B估算的時候,得到的代價偏小。導致誤選。
回到問題本身
1、 為什么limit值大的時候反而選對了呢?
這是因為在計算B的查詢代價時,查詢需要返回的行數(shù)limit_rows也參與乘積,若limit值較大,則計算出來的B的代價就會更大,反而會由于代價。值超過A,而導致優(yōu)化器最終選擇A。
2、 這個表有50w行數(shù)就,為什么limit相差為就差別這么大?
這與語句本身有關(guān)。這個語句中有g(shù)roup by,這就意味著每多l(xiāng)imit一個值,實際上需要掃描更多的行N。 這里N為“表的總行數(shù)”/“表中不同的f2值”。
也就是說這個語句使得這個bug有放大作用。
解決方案
分析清楚后解決方法就比較簡單了,修改代碼邏輯,在執(zhí)行test_if_cheaper_ordering過程中,改用字段f1的區(qū)分度來計算即可。
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