一条SQL语句执行的很慢的原因有哪些???

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一条sql语句执行的很慢,是每次都执行的很慢呢?还是大多数情况下是正常的,偶尔出现很慢的情况呢?所以应该分两种情况讨论:

  1. 大多数情况正常,只是偶尔会出现很慢的情况
  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

针对偶尔很慢的情况
一条SQL大多数情况正常,偶尔才能出现很慢的情况,针对这种情况,SQL本身是没有什么问题的,而是其他原因导致的,具体原因可能是:

  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,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,再通过 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,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”。
    刷脏页有下面4种场景(后两种不用太关注“性能”问题):
    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,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,所以说,数据库在在同步数据到磁盘的时候,就有可能导致我们的SQL语句执行的很慢了。
    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。
  2. 拿不到锁
    这个就比较容易想到了,我们要执行的这条语句,刚好这条语句涉及到的表,别人在用,并且加锁了,我们拿不到锁,只能慢慢等待别人释放锁了。或者,表没有加锁,但要使用到的某个一行被加锁了,这个时候,也没办法啊。
    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。
  3. 针对一直很慢的情况
    下面来分析下哪些原因会导致SQL语句执行的很不理想。
    假设有一个表,表里有两个字段,分别是主键 id,和两个普通字段 c 和 d。
mysql>create table `t` (
	`id` int(11) not null,
	`c` int(11),
	`d` int(11)
	primary key (`id`)
)engine =InnoDB

没用到索引
字段没有索引

select * from t where c < 100 and  c < 10000;

刚好你的 c 字段上没有索引,那么抱歉,只能走全表扫描了,你就体验不会索引带来的乐趣了,所以,这回导致这条查询语句很慢。

select * from t where c -1 = 1000;

这样子在查询的时候不会用到索引查询。如果我们在字段的左边做了运算,那么很抱歉,在查询的时候,就不会用上索引了,所以呢,大家要注意这种字段上有索引,但由于自己的疏忽,导致系统没有使用索引的情况了。
正确的查询应该如下

select * from t where c = 1 + 1000;

函数操作导致没有用上索引

select * from t where pow(c,2) = 1000;

这里只是做一个例子,假设函数 pow 是求 c 的 n 次方,实际上可能并没有 pow(c,2)这个函数。其实这个和上面在左边做运算也是很类似的。
所以呢,一条语句执行都很慢的时候,可能是该语句没有用上索引了,不过具体是啥原因导致没有用上索引的呢,就要会分析了,上面列举的三个原因,应该是出现的比较多的吧。
数据库自己选错索引了

select * from t where c < 100 and c < 1000;

主键索引和非主键索引是有区别的,主键索引存放的值是整行字段的数据,而非主键索引上存放的值不是整行字段的数据,而且存放主键字段的值。
也就是说,我们如果走 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。
所以就算在 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 < 1000 的数据。

为什么会这样呢?

其实是这样的,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?显然,扫描行数越少当然越好了,因为扫描行数越少,意味着I/O操作的次数越少。

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 < 1000 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。

所以呢,系统是有可能走全表扫描而不走索引的。那系统是怎么判断呢?

判断来源于系统的预测,也就是说,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。

那么,系统是怎么预测判断的呢?

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。

所以呢,一个索引的基数越大,意味着走索引查询越有优势。

那么,怎么知道这个索引的基数呢?

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。

所以是通过采样的形式来预测的,那就有可能出现失误的情况,也就是说,c 这个索引的基数实际上是很大的,但是采样的时候,却很不幸,把这个索引的基数预测成很小。例如你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。

所以得出结论:由于统计的失误,导致系统没有走索引,而是走了全表扫描,而这也是导致我们 SQL 语句执行的很慢的原因。

所以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。
有时候也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;

还可以通过

show index from t;

来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,我们可以重新来统计索引的基数,可以用这条命令

analyze table t;

来重新统计分析。

既然会预测错索引的基数,这也意味着,当我们的查询语句有多个索引的时候,系统有可能也会选错索引,这也可能是 SQL 执行的很慢的一个原因。

总结

以下是我的总结与理解,
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。