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神奇的 SQL 之 联表细节 → MySQL JOIN 的执行过程(二)

时间:2020-01-16 01:44:18 出处:3分时时彩官网_3分时时彩平台哪个好_玩3分时时彩的网站

开心一刻

  一头母牛在吃草,八个 劲一头公牛从远处狂奔而来说:“快跑啊!!楼主来了!”

  母牛说:“楼主来了关我屁事啊?”

  公牛急忙说:“楼主吹牛逼呀!”

  母牛大惊,拔腿就跑,边跑边问:“你是公牛你怕有哪些啊?”

  公牛无奈道:“现在的楼主不仅吹牛逼,还扯蛋!”

  而且 小牛也在跟着跑,公牛和母牛问:“儿子你跑有哪些呢?”

  小牛说:“楼主还扯犊子啊”

前情回顾

  神奇的 SQL 之 联表细节 → MySQL JOIN 的执行过程(一)中,朋友讲到了 JOIN 的主次内容,像:驱动表、JOIN 大致流程等。有哪些,还没看?赶紧去看呀,啊? 你都知道呀,那你走吧

  走就走,你把欠的内容还上你可以走;我欠有哪些了? 我欠,我欠...  我好像是欠点东西

    1、BKA(Batched Key Access)

    2、ON 和 WHERE

  请各位坐好,我愿意要要事先刚开始表演了

环境准备

  数据库: MySQL 5.7.1 

  存储引擎: InnoDB 

  建表和初始化数据

-- 查看版本和存储引擎
SELECT VERSION();
SHOW ENGINES;
SHOW VARIABLES LIKE '%storage_engine%';

-- 表创建与数据初始化
DROP TABLE IF EXISTS tbl_user;
CREATE TABLE tbl_user (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
  user_name VARCHAR(150) NOT NULL COMMENT '用户名',
  sex TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '性别, 1:男,0:女',
  create_time datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',
  update_time datetime NOT NULL COMMENT '更新时间',
    remark VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '备注',
  PRIMARY KEY (id)
) COMMENT='用户表';

DROP TABLE IF EXISTS tbl_user_login_log;
CREATE TABLE tbl_user_login_log (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
  user_name VARCHAR(150) NOT NULL COMMENT '用户名',
  ip VARCHAR(15) NOT NULL COMMENT '登录IP',
  client TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '登录端, 1:android, 2:ios, 3:PC, 4:H5',
  create_time datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',
  PRIMARY KEY (id)
) COMMENT='登录日志';
INSERT INTO tbl_user(user_name,sex,create_time,update_time,remark) VALUES
('何天香',1,NOW(), NOW(),'朗眉星目,一表人材'),
('薛沉香',0,NOW(), NOW(),'天星楼的总楼主薛摇红的女儿,也是天星楼的少总楼主,体态丰盈,乌发飘逸,指若春葱,袖臂如玉,风姿卓然,高贵典雅,人称“天星绝香”的武林第一大美女'),
('慕容兰娟',0,NOW(), NOW(),'武林东南西北四大世家之北世家慕容长明的独生女儿,生得玲珑剔透,粉雕玉琢,脾气却是刚烈无比,又喜着火红,所以人送绰号“火凤凰”,是除天星楼薛沉香之外的武林第二大美女'),
('苌婷',0,NOW(), NOW(),'当今皇上最宠爱的侄女,北王府的郡主,腰肢纤细,遍体罗绮,眉若墨画,唇点樱红;虽无沉香之雅重,兰娟之热烈,却别现出有有一种空灵'),
('柳含姻',0,NOW(), NOW(),'武林四绝之一的添愁仙子董婉婉的徒弟,体态窈窕,姿容秀丽,真个是秋水为神玉为骨,芙蓉如面柳如腰,眉若墨画,唇若点樱,不弱西子半分,更胜玉环一筹; 摇红楼、听雨轩,琵琶一曲值千金!'),
('李凝雪',0,NOW(), NOW(),'李相国的女儿,神采奕奕,英姿飒爽,爱憎分明'),
('周遗梦',0,NOW(), NOW(),'音神传人,湘妃竹琴的拥有者,云髻高盘,穿了一身黑色蝉翼纱衫,愈着实冰肌玉骨,粉面樱唇,格外娇艳动人'),
('叶留痕',0,NOW(), NOW(),'圣域圣女,肤白如雪,白衣飘飘,宛如仙女一般,微笑中带着说那末了的柔和之美'),
('郭疏影',0,NOW(), NOW(),'扬灰右使的徒弟,秀发细眉,玉肌丰滑,娇润脱俗'),
('钟钧天',0,NOW(), NOW(),'天界,玄天九部 - 钧天部的部主,超凡脱俗,仙气逼人'),
('王雁云',0,NOW(), NOW(),'尘缘山庄二小姐,刁蛮任性'),
('许侍霜',0,NOW(), NOW(),'药王谷谷主女儿,医术高明'),
('冯黯凝',0,NOW(), NOW(),'桃花门门主,娇艳如火,千娇百媚');
INSERT INTO tbl_user_login_log(user_name, ip, client, create_time) VALUES
('薛沉香', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 12:23:45'),
('苌婷', '10.53.56.78',2, '2019-10-12 22:23:45'),
('慕容兰娟', '10.53.56.12',1, '2018-08-12 22:23:45'),
('何天香', '10.53.56.12',1, '2019-10-19 10:23:45'),
('柳含姻', '198.11.132.198',2, '2018-05-12 22:23:45'),
('冯黯凝', '198.11.132.198',2, '2018-11-11 22:23:45'),
('周遗梦', '198.11.132.198',2, '2019-06-18 22:23:45'),
('郭疏影', '220.181.38.148',3, '2019-10-21 09:45:56'),
('薛沉香', '220.181.38.148',3, '2019-10-26 22:23:45'),
('苌婷', '104.69.1150.150',4, '2019-10-12 10:23:45'),
('王雁云', '104.69.1150.61',4, '2019-10-16 20:23:45'),
('李凝雪', '104.69.1150.62',4, '2019-10-17 20:23:45'),
('许侍霜', '104.69.1150.63',4, '2019-10-18 20:23:45'),
('叶留痕', '104.69.1150.64',4, '2019-10-19 20:23:45'),
('王雁云', '104.69.1150.65',4, '2019-10-20 20:23:45'),
('叶留痕', '104.69.1150.66',4, '2019-10-21 20:23:45');

SELECT * FROM tbl_user;
SELECT * FROM tbl_user_login_log;


DROP TABLE IF EXISTS tbl_range_access;
CREATE TABLE tbl_range_access (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主键',
  a INT(11) NOT NULL COMMENT '测试索引', 
    name VARCHAR(150) NOT NULL COMMENT '姓名',
    age TINYINT(3) NOT NULL COMMENT '年龄',
  PRIMARY KEY (id),
    INDEX i_a(a)
) COMMENT='mrr测试';
INSERT INTO tbl_range_access(a,name,age) VALUES
(5,'123654', 23),
(8, 'asdf',20),
(1,'lljl',19),
(4, '98459',64),
(7,'zhangsan', 45),
(9,'lisi',46),
(2,'zhaoqian',25),
(6,'hello', 23),
(3,'world',1150),
(10,'666',66),
(88, '888',88);

SELECT * FROM tbl_range_access;
View Code

  表 tbl_range_access 的数据要多某些,像上方示例只有 11 条记录,那末 即使 a 字段上有索引, SELECT * FROM tbl_range_access WHERE a BETWEEN 4 AND 9; 可是我我会走索引,执行计划如下

  数据不要 ,优化器着实走索引,而且 回表查询数据,还不如直接走聚簇索引全表查询来的快,所以那末 选用走索引 i_a 

  既然数据不要 ,朋友就多造点数据,运行 data-init 下的 RangeAccessTest.java 中的 batchAddData 方法就好,轻轻松松 10W 到手! 此时执行计划如下

MRR

  讲 BKA 事先了,朋友不得不先看下 MRR,它是 BKA 的重要支柱

  全称 Multi-Range Read ,是对多行 IO 查询进行优化的有有一种策略,详情可看 MySQL 的 mrr-optimization 肯能 MariaDB 的 Multi Range Read Optimization(MySQL 和 MariaDB 是有哪些关系? 呃,那末 说吧,朋友是从前爹的儿子)。简单点来说,MRR 是优化器将随机 IO 转化为顺序 IO 以降低查询过程中 IO 开销的有有一种手段

有哪些是读盘与落盘(IO)

    当前绝大十多少

具体情况下,MySQL 的数据是所处机械硬盘(SATA 盘)上的,极少数具体情况下是所处固态硬盘(SSD)上的;读盘指的是从磁盘读取数据的过程,落盘指的是从内存持久化到磁盘的过程

为有哪些顺序读盘比随机读盘快

    这都在绝对的,多数具体情况下是另从前的;至于为有哪些,这涉及到机械硬盘的硬件知识了,包括其组织型态,以及磁盘的读盘过程,另外还须要了解 MySQL 数据的落盘与读盘(页为单位),内容不要

,就那末了本篇讲了(着实是触及到了楼主的知识盲区,楼主不用!)
    MariaDB 中说明了如下 3 个愿因
    1、Rotating drives do not have to move the head back and forth
    2、One can take advantage of IO-prefetching done at various levels
    3、Each disk page will be read exactly once, which means we won't rely on disk cache (or buffer pool) to save us from reading the same page multiple times

  使用场景

    都在任何具体情况下 MySQL 都在使用 MRR 的,可是我我在某些具体情况下会用 MRR 来进行优化

摘自 Multi Range Read Optimization

    MySQL 中的 NDB 也会用到 MRR,一般而言,朋友不用关注,朋友只关注上图中的具体情况就行了

  理论事先来点案例,完美!

  range access

    表 tbl_range_access 的 a 字段上朋友肯能建了索引 i_a ,朋友来个范围查询,看下执行计划 EXPLAIN SELECT * FROM tbl_range_access WHERE a BETWEEN 4 AND 9;  如下

    此时那末 用到 MRR,执行此查询时,磁盘 IO 访问模式将遵循下图中的红线

    肯能是 SELECT * ,所以通过索引 i_a 先找到主键 ID,而且 通过主键 ID 回表(从聚簇索引)查询删改记录;a 在索引 i_a 中是有序的,但不保证主键在 i_a 中也是有序的(关于 MySQL 的索引,推荐朋友去看:MySQL的索引),这就愿因回表的过程是随机 IO 

    为有哪些 MySQL 那末 采用 MRR 来保证回表的过程是顺序 IO 呢?mrr-optimization 饱含那末 一句话

Two optimizer_switch system variable flags provide an interface to the use of MRR optimization. The mrr flag controls whether MRR is enabled. If mrr is enabled (on), the mrr_cost_based flag controls whether the optimizer attempts to make a cost-based choice between using and not using MRR (on) or uses MRR whenever possible (off). By default, mrr is on and mrr_cost_based is on

     mrr 和 mrr_cost_based 的默认值是 on ;我简单画个图,朋友就明白这从前开关的作用了

    上方的示例好的反义词没使用 MRR,是优化器着实使用 MRR 反而提升了成本,还不如不使用

    朋友强制优化器使用 MRR:

-- 查看所有开关及其默认值
SELECT @@optimizer_switch;

-- mrr_cost_based设置成off,强制优化器使用 mrr
SET optimizer_switch='mrr_cost_based=off'; 

    朋友再来看看执行计划是有哪些样的

    此时用到 MRR,执行此查询时,磁盘 IO 访问模式将遵循下图中的红线

    此时回表查询的主键是有序的,会采用顺序 IO 来读取数据,从而提高查询强度

MySQL 饱含个 rowids_buffer,用来缓存从索引 i_a 中查询到的数据记录(饱含字段 a 和主键 ID),缓存满了肯能索引查完了,再对缓存中记录按照主键 id 进行排序,再用排序后的主键 id 进行回表,使得回表查询的过程是顺序 IO

  是都在感觉 MRR 有点像二级索引与主键的 JOIN 操作,有这感觉就对了,上方的 BKA 也就好理解了

BKA

  BKA 全称是: Batched Key Access ,是对  INL 优化后的有有一种联表算法,同类与 BNL 对 SNL 的优化,但又某些不同,具体朋友往下看

  先在表 tbl_user 新增从前索引  ALTER TABLE tbl_user ADD index i_aaa(user_name); ,此时查看执行计划 EXPLAIN SELECT * FROM tbl_user_login_log tl LEFT JOIN tbl_user tu ON tl.user_name = tu.user_name; 如下图

  此时的联表算法可是我我 INL,肯能表 tbl_user_login_log 的 user_name 是无索引的,那末 从表 tbl_user_login_log 取出的 user_name 的值可是我我无序的,再去关联 tbl_user ,就会随机匹配索引 i_aaa ,同类下图

  是都在有点同类于前面讲过的回表随机 IO ?

  BKA 功能默认是关闭的( batched_key_access=off ),开启它 

SET optimizer_switch='mrr=on,mrr_cost_based=off,batched_key_access=on';

  朋友再来看执行计划

   从tbl_user_login_log 查询到的 user_name 的值先里装去 join buffer,当 join buffer 满了肯能数据查完了,再对 join buffer 上方的值进行排序,而且 再去关联 tbl_user ,此时就会顺序匹配索引 i_aaa ,同类下图

  肯能须要回表,那末 MySQL 会按事先讲到过的回表流程再优化一次

默认值的思考

  MRR 相关的 3 个开关的默认值是另从前的 mrr=on,mrr_cost_based=on,batched_key_access=off 

   mrr=on 表示 mrr 功能是开启的,开启不须代表都在使用,但不开启则一定享受只有 mrr 带来的优化; 

  mrr_cost_based=on 表示优化器会基于成本考虑来决定否有使用 mrr,使用 mrr 反而使成本变高,那为有哪些使用 mrr ?只有 mrr 着实是带来了强度上的提升,那末 使用它才有意义,而且 成本的计算又是优化器来完成的,而且 是从前复杂性性的过程,一定能保证优化器的成本计否有准确的吗? 1150%准确肯定不敢保证,但经过那末 多年的沉淀,绝大多数具体情况下,优化器的成本计否有准确的,所以 mrr_cost_based 建议就采用默认值 on ,由优化器来决定否有采用 mrr

   batched_key_access=off 表示默认不启用 BKA,说实话,我没太理解那末 做的意图;既然否有使用 mrr 交由优化器来决定了,那末 哪些不把否有使用 BKA 也交由优化器来决定?我愿意要猜到的肯能愿因之一是 基本用只有 ,为有哪些那末 说? 朋友回想下 BKA 会在有哪些具体情况下使用: 驱动表在关联的字段上无索引,而被驱动表在关联的字段上有索引 ,而肯能驱动表在关联的字段上有索引了,还有必要进行缓存、排序、再关联被驱动表吗 ? 很显然不须了,肯能索引的字段另从前可是我我有序的了;而实际应用中,关联的字段,不管是驱动表还是被驱动表,往往是一并所处索引的,而都在从前所处索引而另从前不所处索引。这可是我我我当事人的猜想,望知道的大神能解惑下,小弟不胜感激!

总结

  1、mrr 带来的性能上的提升可是我我将随机 IO 优化成 顺序 IO,从而提高查询强度

  2、mrr 的使用场景比较有限, range access 和基于 req、eq_ref access 的 BKA,至于某些不适用的场景,朋友可以结合 mrr 的型态分溶解愿因

  3、mrr 相关的 3 个开关的默认值不建议改动,这另从前 MySQL 那末 多年的经验总结

    许多人肯能会另从前说了,既然这 3 个开关不推荐改,那看与不看这篇博文那末 哪些区别,额...,你好像说的对

  4、关于 ON 和 WHERE,我只有说真的抱歉了,又要往后拖了,着实是不行,你,你......,你来打我呀

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