MySQL中的查询优化器如何使用

发布时间：2023-12-28 18:34:05 所属栏目：MySql教程来源：DaWei

导读： 本篇内容主要讲解“MySQL中的查询优化器怎么用”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“MySQL中的查询优化器怎么用&

本篇内容主要讲解“MySQL中的查询优化器怎么用”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“MySQL中的查询优化器怎么用”吧!

对于一个SQL语句，查询优化器先看是不是能转换成JOIN，再将JOIN进行优化

优化分为：1. 条件优化，2.计算全表扫描成本，3. 找出所有能用到的索引，4. 针对每个索引计算不同的访问方式的成本，5. 选出成本最小的索引以及访问方式

一、开启查询优化器日志
-- 开启
set optimizer_trace="enabled=on";
-- 执行sql
-- 查看日志信息
select * from information_schema.OPTIMIZER_TRACE;
-- 关闭
set optimizer_trace="enabled=off";

二、优化器原则
1、常量传递（constant_propagation）
a = 1 AND b > a
上面这个sql可以转换为：
a = 1 AND b > 1

2、等值传递（equality_propagation）
a = b and b = c and c = 5
上面这个sql可以转换为：
a = 5 and b = 5 and c = 5

3、移除没用的条件（trivial_condition_removal）
a = 1 and 1 = 1
上面这个sql可以转换为：
a = 1

4、基于成本
一个查询可以有不同的执行方案，可以选择某个索引进行查询，也可以选择全表扫描，查询优化器会选择其中成本最低的方案去执行查询。
1）I/O成本
InnoDB存储引擎都是将数据和索引都存储到磁盘上的，当我们想查询表中的记录时，需要先把数据或者索引加载到内存中然后再操作。这个从磁盘到内存这个加载的过程损耗的时间称之为I/O成本
2）CPU成本
读取以及检测记录是否满足对应的搜索条件、对结果集进行排序等这些操作损耗的时间称之为CPU成本。
InnoDB存储引擎规定读取一个页面花费的成本默认是1.0，读取以及检测一条记录是否符合搜索条件的成本默认是0.2。

三、基于成本的优化步骤
在一条单表查询语句真正执行之前，MySQL的查询优化器会找出执行该语句所有可能使用的方案，对比之后找出成本最低的方案，这个成本最低的方案就是所谓的执行计划，之后才会调用存储引擎提供的接口真正的执行查询。
下边我们就以一个实例来分析一下这些步骤，单表查询语句如下：

select * from employees.titles where emp_no > '10101' and emp_no < '20000' and to_date = '1991-10-10';

1、根据搜索条件，找出所有可能使用的索引

• emp_no > ‘10101’，这个搜索条件可以使用主键索引PRIMARY。
• to_date = ‘1991-10-10’，这个搜索条件可以使用二级索引idx_titles_to_date。

综上所述，上边的查询语句可能用到的索引，也就是possible keys只有PRIMARY和idx_titles_to_date。

2、计算全表扫描的代价

对于InnoDB存储引擎来说，全表扫描的意思就是把聚簇索引中的记录都依次和给定的搜索条件做一下比较，把符合搜索条件的记录加入到结果集，所以需要将聚簇索引对应的页面加载到内存中，然后再检测记录是否符合搜索条件。由于查询成本=I/O成本+CPU成本，所以计算全表扫描的代价需要两个信息：

1）聚簇索引占用的页面数

2）该表中的记录数

MySQL为每个表维护了一系列的统计信息，SHOW TABLE STATUS语句来查看表的统计信息。

SHOW TABLE STATUS LIKE 'titles';
复制代码
Rows
表示表中的记录条数。对于使用MyISAM存储引擎的表来说，该值是准确的，对于使用InnoDB存储引擎的表来说，该值是一个估计值。

Data_length
表示表占用的存储空间字节数。使用MyISAM存储引擎的表来说，该值就是数据文件的大小，对于使用InnoDB存储引擎的表来说，该值就相当于聚簇索引占用的存储空间大小，也就是说可以这样计算该值的大小：

Data_length = 聚簇索引的页面数量 x 每个页面的大小
复制代码
我们的titles使用默认16KB的页面大小，而上边查询结果显示Data_length的值是20512768，所以我们可以反向来推导出聚簇索引的页面数量：

聚簇索引的页面数量 = Data_length ÷ 16 ÷ 1024 = 20512768 ÷ 16 ÷ 1024 = 1252
复制代码
我们现在已经得到了聚簇索引占用的页面数量以及该表记录数的估计值，所以就可以计算全表扫描成本了。但是MySQL在真实计算成本时会进行一些微调。

I/O成本：12521 = 1252。1252指的是聚簇索引占用的页面数，1.0指的是加载一个页面的成本常数。

CPU成本：4420700.2=88414。442070指的是统计数据中表的记录数，对于InnoDB存储引擎来说是一个估计值，0.2指的是访问一条记录所需的成本常数

总成本：1252+88414 = 89666。

综上所述，对于titles的全表扫描所需的总成本就是89666。

我们前边说过表中的记录其实都存储在聚簇索引对应B+树的叶子节点中，所以只要我们通过根节点获得了最左边的叶子节点，就可以沿着叶子节点组成的双向链表把所有记录都查看一遍。也就是说全表扫描这个过程其实有的B+树内节点是不需要访问的，但是MySQL在计算全表扫描成本时直接使用聚簇索引占用的页面数作为计算I/O成本的依据，是不区分内节点和叶子节点的。

3、计算PRIMARY需要成本

计算PRIMARY需要多少成本的关键问题是：需要预估出根据对应的where条件在主键索引B+树中存在多少条符合条件的记录。

范围区间数
当我们从索引中查询记录时，不管是=、in、>、<这些操作都需要从索引中确定一个范围，不论这个范围区间的索引到底占用了多少页面，查询优化器粗暴的认为读取索引的一个范围区间的I/O成本和读取一个页面是相同的。
本例中使用PRIMARY的范围区间只有一个：(10101, 20000)，所以相当于访问这个范围区间的索引付出的I/O成本就是：1 x 1.0 = 1.0

预估范围内的记录数
优化器需要计算索引的某个范围区间到底包含多少条记录，对于本例来说就是要计算PRIMARY在(10101, 20000)这个范围区间中包含多少条数据记录，计算过程是这样的：

步骤1：先根据emp_no > 10101这个条件访问一下PRIMARY对应的B+树索引，找到满足emp_no > 10101这个条件的第一条记录，我们把这条记录称之为区间最左记录。

步骤2：然后再根据emp_no < 20000这个条件继续从PRIMARY对应的B+树索引中找出第一条满足这个条件的记录，我们把这条记录称之为区间最右记录。

步骤3：如果区间最左记录和区间最右记录相隔不太远（只要相隔不大于10个页面即可），那就可以精确统计出满足emp_no > '10101' and emp_no < '20000'条件的记录条数。否则只沿着区间最左记录向右读10个页面，计算平均每个页面中包含多少记录，然后用这个平均值乘以区间最左记录和区间最右记录之间的页面数量就可以了。那么问题又来了，怎么估计区间最左记录和区间最右记录之间有多少个页面呢？计算它们父节点中对应的目录项记录之间隔着几条记录就可以了。

根据上面的步骤可以算出来PRIMARY索引的记录条数，所以读取记录的CPU成本为：26808*0.2=5361.6，其中26808是预估的需要读取的数据记录条数，0.2是读取一条记录成本常数。

PRIMARY的总成本

确定访问的IO成本+过滤数据的CPU成本=1+5361.6=5362.6

到此，相信大家对“MySQL中的查询优化器怎么用”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！

（编辑：源码门户网）

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