MySQL的四種不同查詢的分析

1.前置條件：

本次是基於小數據量，且數據塊在一個頁中的最理想情況進行分析，可能無具體的實際意義，但是可以借鑒到各種復雜條件下，因為原理是相同的,知小見大，見微知著！

打開語句分析並確認是否已經打開

mysql> set profiling=1;     
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)  
 
mysql> select @@profiling;  
+-------------+  
| @@profiling |  
+-------------+  
|           1 |  
+-------------+  
1 row in set (0.01 sec)  

2.數據准備：

2.1全表掃描數據

create table person4all(id int not null  auto_increment, name varchar(30) not null, gender varchar(10) not null ,primary key(id));  
insert into person4all(name,gender) values("zhaoming","male");  
insert into person4all(name,gender) values("wenwen","female"); 

2.2根據主鍵查看數據

create table person4pri(id int not null  auto_increment, name varchar(30) not null, gender varchar(10) not null ,primary key(id));  
insert into person4pri(name,gender) values("zhaoming","male");  
insert into person4pri(name,gender) values("wenwen","female"); 

2.3根據非聚集索引查數據

create table person4index(id int not null  auto_increment, name varchar(30) not null, gender varchar(10) not null ,primary key(id) , index(gender));  
insert into person4index(name,gender) values("zhaoming","male");  
insert into person4index(name,gender) values("wenwen","female"); 

2.4根據覆蓋索引查數據

create table person4cindex(id int not null  auto_increment, name varchar(30) not null, gender varchar(10) not null ,primary key(id) , index(name,gender));    
insert into person4cindex(name,gender) values("zhaoming","male");    
insert into person4cindex(name,gender) values("wenwen","female");   

主要從以下幾個方面分析：查詢消耗的時間，走的執行計劃等方面。

3.開工測試：

第一步：全表掃描

mysql> select * from person4all ;  
+----+----------+--------+  
| id | name     | gender |  
+----+----------+--------+  
|  1 | zhaoming | male   |  
|  2 | wenwen   | female |  
+----+----------+--------+  
2 rows in set (0.00 sec)  

查看其執行計劃：

mysql> explain select * from person4all;  
+----+-------------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+  
| id | select_type | table      | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra |  
+----+-------------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+  
|  1 | SIMPLE      | person4all | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 |       |  
+----+-------------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+  
1 row in set (0.01 sec)  

我們可以很清晰的看到走的是全表掃描，而沒有走索引！

查詢消耗的時間：

mysql> show profiles;  
+----------+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+  
| Query_ID | Duration   | Query                                                                                                                             |  
|       54 | 0.00177300 | select * from person4all                                                                                                          |  
|       55 | 0.00069200 | explain select * from person4all                                                                                                  |  
+----------+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ 

全表掃描總共話了0.0017730秒

各個階段消耗的時間是：

mysql> show profile for query 54;  
+--------------------------------+----------+  
| Status                         | Duration |  
+--------------------------------+----------+  
| starting                       | 0.000065 |  
| checking query cache for query | 0.000073 |  
| Opening tables                 | 0.000037 |  
| System lock                    | 0.000024 |  
| Table lock                     | 0.000053 |  
| init                           | 0.000044 |  
| optimizing                     | 0.000022 |  
| statistics                     | 0.000032 |  
| preparing                      | 0.000030 |  
| executing                      | 0.000020 |  
| Sending data                   | 0.001074 |  
| end                            | 0.000091 |  
| query end                      | 0.000020 |  
| freeing items                  | 0.000103 |  
| storing result in query cache  | 0.000046 |  
| logging slow query             | 0.000019 |  
| cleaning up                    | 0.000020 |  
+--------------------------------+----------+  
17 rows in set (0.00 sec)  

第一次不走緩存的話，需要檢查是否存在緩存中，打開表，初始化等操作，最大的開銷在於返回數據。

第二步：根據主鍵查詢數據。

mysql> select name ,gender from person4pri where id in (1,2);  
+----------+--------+  
| name     | gender |  
+----------+--------+  
| zhaoming | male   |  
| wenwen   | female |  
+----------+--------+  
2 rows in set (0.01 sec) 

查看其執行計劃：

mysql> explain select name ,gender from person4pri where id in (1,2);  
+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+  
| id | select_type | table      | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows | Extra       |  
+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+  
|  1 | SIMPLE      | person4pri | range | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | NULL |    2 | Using where |  
+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+  
1 row in set (0.00 sec) 

從執行計劃中我們可以看出，走的是范圍索引。

再看其執行消耗的時間：

mysql> show profiles;  
+----------+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+  
| Query_ID | Duration   | Query                                                                                                                             |  
+----------+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+  
|       63 | 0.00135700 | select name ,gender from person4pri where id in (1,2)                                                                             |  
|       64 | 0.00079200 | explain select name ,gender from person4pri where id in (1,2)                                                                     |  
+----------+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+  
15 rows in set (0.01 sec) 

這次查詢消耗時間為0.00079200。

查看各個階段消耗的時間：

mysql> show profile for query 63;  
+--------------------------------+----------+  
| Status                         | Duration |  
+--------------------------------+----------+  
| starting                       | 0.000067 |  
| checking query cache for query | 0.000146 |  
| Opening tables                 | 0.000342 |  
| System lock                    | 0.000027 |  
| Table lock                     | 0.000115 |  
| init                           | 0.000056 |  
| optimizing                     | 0.000032 |  
| statistics                     | 0.000069 |  
| preparing                      | 0.000039 |  
| executing                      | 0.000022 |  
| Sending data                   | 0.000100 |  
| end                            | 0.000075 |  
| query end                      | 0.000022 |  
| freeing items                  | 0.000158 |  
| storing result in query cache  | 0.000045 |  
| logging slow query             | 0.000019 |  
| cleaning up                    | 0.000023 |  
+--------------------------------+----------+  
17 rows in set (0.00 sec) 

看出最大的消耗也是在Sending data，第一次也是需要一些初始化操作。

第三步：根據非聚集索引查詢

mysql> select name ,gender from person4index where gender in ("male","female");  
+----------+--------+  
| name     | gender |  
+----------+--------+  
| wenwen   | female |  
| zhaoming | male   |  
+----------+--------+  
2 rows in set (0.00 sec) 

查看器執行計劃：

mysql> explain select name ,gender from person4index where gender in ("male","female");  
+----+-------------+--------------+-------+---------------+--------+---------+------+------+-------------+  
| id | select_type | table        | type  | possible_keys | key    | key_len | ref  | rows | Extra       |  
+----+-------------+--------------+-------+---------------+--------+---------+------+------+-------------+  
|  1 | SIMPLE      | person4index | range | gender        | gender | 12      | NULL |    2 | Using where |  
+----+-------------+--------------+-------+---------------+--------+---------+------+------+-------------+  
1 row in set (0.00 sec)  

可以看出，走的也是范圍索引。同主鍵查詢，那麼就看其消耗時間了

mysql> show profiles;  
+----------+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+  
| Query_ID | Duration   | Query                                                                                                                                               |  
+----------+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+  
|       68 | 0.00106600 | select name ,gender from person4index where gender in ("male","female")                                                                             |  
|       69 | 0.00092500 | explain select name ,gender from person4index where gender in ("male","female")                                                                     |  
+----------+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+  
15 rows in set (0.00 sec) 

這個非主鍵索引消耗的時間為：0.00106600，可以看出略大於組件索引消耗的時間。

看其具體消耗的階段：

mysql> show profile for query 68 ;  
+--------------------------------+----------+  
| Status                         | Duration |  
+--------------------------------+----------+  
| starting                       | 0.000059 |  
| checking query cache for query | 0.000111 |  
| Opening tables                 | 0.000085 |  
| System lock                    | 0.000023 |  
| Table lock                     | 0.000067 |  
| init                           | 0.000183 |  
| optimizing                     | 0.000031 |  
| statistics                     | 0.000139 |  
| preparing                      | 0.000035 |  
| executing                      | 0.000020 |  
| Sending data                   | 0.000148 |  
| end                            | 0.000024 |  
| query end                      | 0.000019 |  
| freeing items                  | 0.000043 |  
| storing result in query cache  | 0.000042 |  
| logging slow query             | 0.000017 |  
| cleaning up                    | 0.000020 |  
+--------------------------------+----------+  
17 rows in set (0.00 sec) 

看幾個關鍵詞的點；init,statistics,Sending data 這幾個關鍵點上的消耗向比較主鍵的查詢要大很多，特別是Sending data。因為若是走的非聚集索引，那麼就需要回表進行再進行一次查詢，多消耗一次IO。

第四部：根據覆蓋索引查詢數據

mysql> select gender ,name from person4cindex where gender in ("male","female");  
+--------+----------+  
| gender | name     |  
+--------+----------+  
| female | wenwen   |  
| male   | zhaoming |  
+--------+----------+  
2 rows in set (0.01 sec) 

這裡需要注意的是，我的字段查詢順序變了，是gender,name而不在是前面的name,gender，這樣是為了走覆蓋索引。具體看效果吧

還是先看執行計劃：

mysql> explain select gender ,name from person4cindex where gender in ("male","female");  
+----+-------------+---------------+-------+---------------+------+---------+------+------+--------------------------+  
| id | select_type | table         | type  | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra                    |  
+----+-------------+---------------+-------+---------------+------+---------+------+------+--------------------------+  
|  1 | SIMPLE      | person4cindex | index | NULL          | name | 44      | NULL |    2 | Using where; Using index |  
+----+-------------+---------------+-------+---------------+------+---------+------+------+--------------------------+  
1 row in set (0.00 sec) 

最後欄Extra中表示走的就是覆蓋索引。

看消耗的時間吧：

mysql> show profiles;  
+----------+------------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+  
| Query_ID | Duration   | Query                                                                                                                                                            |  
+----------+------------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+  
|       83 | 0.00115400 | select gender ,name from person4cindex where gender in ("male","female")                                                                                         |  
|       84 | 0.00074000 | explain select gender ,name from person4cindex where gender in ("male","female")                                                                                 |  
+----------+------------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ 

我們看到消耗的時間是0.00115400，看這個數字好像挺高的，那麼都花在什麼地方了呢？

看下具體的消耗情況：

mysql> show profile for query 83 ;  
+--------------------------------+----------+  
| Status                         | Duration |  
+--------------------------------+----------+  
| starting                       | 0.000083 |  
| checking query cache for query | 0.000113 |  
| Opening tables                 | 0.000039 |  
| System lock                    | 0.000026 |  
| Table lock                     | 0.000075 |  
| init                           | 0.000128 |  
| optimizing                     | 0.000193 |  
| statistics                     | 0.000056 |  
| preparing                      | 0.000038 |  
| executing                      | 0.000021 |  
| Sending data                   | 0.000121 |  
| end                            | 0.000042 |  
| query end                      | 0.000021 |  
| freeing items                  | 0.000112 |  
| storing result in query cache  | 0.000043 |  
| logging slow query             | 0.000021 |  
| cleaning up                    | 0.000022 |  
+--------------------------------+----------+  
17 rows in set (0.00 sec)  

很驚奇吧，在初始化和優化上消耗了這麼多時間，取數據基恩差不多。

總  結：

有了上面這些數據，那麼我們整理下吧。未存在緩存下的數據。

看這個表，全表掃描最慢，我們可以理解，同時主鍵查詢比覆蓋所有掃描慢也還能接受，但是為什麼主鍵掃描會比非主鍵掃描慢？而且非主鍵查詢需要消耗的1次查詢的io+一次回表的查詢IO，理論上是要比主鍵掃描慢，而出來的數據缺不是如此。那麼就仔細看下是個查詢方式在各個主要階段消耗的時間吧。

查詢是否存在緩存，打開表及鎖表這些操作時間是差不多，我們不會計入。具體還是看init，optimizing等環節消耗的時間。

1.從這個表中，我們看到非主鍵索引和覆蓋索引在准備時間上需要開銷很多的時間，預估這兩種查詢方式都需要進行回表操作，所以花在准備上更多時間。

2.第二項optimizing上，可以清晰知道，覆蓋索引話在優化上大量的時間，這樣在二級索引上就無需回表。

3. Sendingdata，全表掃描慢就慢在這一項上，因為是加載所有的數據頁，所以花費在這塊上時間較大，其他三者都差不多。

4. 非主鍵查詢話在freeingitems上時間最少，那麼可以看出它在讀取數據塊的時候最少。

5.相比較主鍵查詢和非主鍵查詢，非主鍵查詢在Init，statistics都遠高於主鍵查詢，只是在freeingitems開銷時間比主鍵查詢少。因為這裡測試數據比較少，但是我們可以預見在大數據量的查詢上，不走緩存的話，那麼主鍵查詢的速度是要快於非主鍵查詢的，本次數據不過是太小體現不出差距而已。

6.在大多數情況下，全表掃描還是要慢於索引掃描的。

tips:

過程中的輔助命令：

1.清楚緩存

reset query cache ;

flush tables;

2.查看表的索引：

show index from tablename;