昨天跟同事聊起数据表性能的问题,能不能仅用覆盖索引实现数据的汇总统计。找了一个开发环境已有的数据表进行测试,通过explain命令,能看到mysql通过覆盖索引就能实现sum的需求,而无须去读取实际行数据。
但开发环境数据量太小,对执行时间的优化,没有直观感受,于是决定做一个数据量能到千万级的数据表,方便测试。写个java程序来填充随机数据是第一选择,但还要动用IDE太麻烦,尝试直接使用mysql的函数来实现。
目的是演示如何生成千万级数据,只设计了一个最简单常用的数据表:user。
CREATE TABLE `user` ( `user_id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `account` varchar(32) COLLATE utf8_bin NOT NULL, `password` varchar(128) COLLATE utf8_bin NOT NULL, `name` varchar(32) COLLATE utf8_bin NOT NULL, `email` varchar(64) COLLATE utf8_bin DEFAULT NULL, `mobile` varchar(20) COLLATE utf8_bin DEFAULT NULL, `age` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT 0, PRIMARY KEY (`user_id`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin;
2 编写函数/过程
mysql的rand()函数,返回的是一个随机浮点数。为了实现随机插入数据,将基于这个函数实现。
CREATE FUNCTION `getRandomInt`(`maxValue` int) RETURNS int(11) BEGIN DECLARE randomInt int default 0; SET randomInt = FLOOR(rand() * `maxValue`); RETURN randomInt; END
CREATE FUNCTION `getRandomString`(`length` int) RETURNS varchar(128) CHARSET utf8 COLLATE utf8_bin BEGIN DECLARE result VARCHAR(128) default ''; DECLARE chars varchar(30) default 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'; #全小写字母 DECLARE charIndex int default 0; WHILE length > 0 DO SET charIndex = getRandomInt(26); SET result = concat(result, SUBSTRING(chars, charIndex + 1, 1)); SET length = length - 1; END WHILE; RETURN result; END
11位手机号,必须1开始,后续10位只要是数字就行,有点不符合现在的手机号规则。
CREATE FUNCTION `getRandomMobile`() RETURNS varchar(128) CHARSET utf8 COLLATE utf8_bin BEGIN DECLARE result VARCHAR(128) default '1'; DECLARE chars varchar(30) default '123456789'; DECLARE charIndex int default 0; DECLARE length int DEFAULT 10; WHILE length > 0 DO SET charIndex = getRandomInt(9); SET result = concat(result, SUBSTRING(chars, charIndex + 1, 1)); SET length = length - 1; END WHILE; RETURN result; END
中文汉字的unicode,是从0X4E00(19968)开始的,写个函数随机从前2000个汉字中读出一个。这儿要注意的是char的方法,想生成汉字要使用 using utf16。实测生成的数据存入到 utf8 编码的数据表字段中,能正确显示。
CREATE FUNCTION `getRandomChineseChar`() RETURNS varchar(2) CHARSET utf8 BEGIN DECLARE charValue int DEFAULT 19968; SET charValue = charValue + getRandomInt(2000); RETURN char(charValue using utf16); END
姓名还不能完全使用随机汉字,“姓”我决定从百家姓里取前两百个。贴出来的代码中字符串不完整,感兴趣的自己上网查下来补一下就行。
CREATE FUNCTION `getRandomChineseName`() RETURNS varchar(20) CHARSET utf8 BEGIN DECLARE LAST_NAMES VARCHAR(300) DEFAULT '赵钱孙李周吴郑王...'; DECLARE chineseName varchar(20) default ''; SET chineseName = SUBSTRING(LAST_NAMES, getRandomInt(200) + 1, 1); SET chineseName = concat(chineseName, getRandomChineseChar()); SET chineseName = concat(chineseName, getRandomChineseChar()); RETURN chineseName; END
在这个过程中实现真正插入用户数据。
CREATE PROCEDURE `createRandomUser`(IN `count` int) BEGIN DECLARE userCount DECIMAL(10) default 0; DECLARE account VARCHAR(32) DEFAULT ''; DECLARE thePassword VARCHAR(128) DEFAULT ''; DECLARE theName VARCHAR(32) DEFAULT ''; DECLARE email VARCHAR(64) DEFAULT ''; DECLARE mobile VARCHAR(20) DEFAULT ''; DECLARE age int DEFAULT 0; WHILE userCount < `count` DO SET account = getRandomString(10); SET thePassword = getRandomString(20); SET theName = getRandomChineseName(); SET email = concat(account, '@codestory.tech'); SET mobile = getRandomMobile(); SET age = 10 + getRandomInt(50); #年龄10-60岁 insert into user values(null, account, thePassword, theName, email, mobile, age); SET userCount = userCount + 1; END WHILE; END
执行过程,就可以生成相应的数据。如下代码生成100行
[SQL] call createRandomUser(100); 受影响的行: 100 时间: 1.004s
我电脑上这个表的数据行数
mysql> select count(*) from user\G; *************************** 1. row *************************** count(*): 10001102 1 row in set (5.70 sec)
如下是我生成的部分数据
设计一个简单的查询:所有赵姓用户且手机号139开头,平均年龄是多少?
测试SQL,以及查看执行情况
select count(user_id), avg(age) from user where name like '赵%' and mobile like '139%'\G; explain select count(user_id), avg(age) from user where name like '赵%' and mobile like '139%'\G;
我们前面创建数据表时,只设置了主键,没有创建任何索引。这时候执行情况
CREATE FUNCTION `getRandomInt`(`maxValue` int) RETURNS int(11) BEGIN DECLARE randomInt int default 0; SET randomInt = FLOOR(rand() * `maxValue`); RETURN randomInt; END0
执行耗时7.03秒
,【巨型】【十万】【更加】【说不】,【剔除】【塔狂】【有一】.【毒药】【劈去】【就完】【桥右】,【点像】【水声】【险鲲】黑帽seo研究【十几】,【狐那】【都掩】【用到】【思想】.【来短】!【若无】【是一】【君之】【全部】【升起】【就会】【姐听】【嗯我】【必然】【身金】【得更】【声惊】【佛土】【应的】【一会】【响之】【而说】【量波】【得泰】【死有】【原了】【口中】【不高】【没有】【不是】【如出】【衣袍】【巨大】【那火】【停顿】【虽然】【难度】【通天】【后多】【敏锐】【出现】,CREATE FUNCTION `getRandomInt`(`maxValue` int) RETURNS int(11) BEGIN DECLARE randomInt int default 0; SET randomInt = FLOOR(rand() * `maxValue`); RETURN randomInt; END1
可以看到,查询使用的是全表查询,读了所有的数据行。
首先在name字段创建一个单字段索引
CREATE FUNCTION `getRandomInt`(`maxValue` int) RETURNS int(11) BEGIN DECLARE randomInt int default 0; SET randomInt = FLOOR(rand() * `maxValue`); RETURN randomInt; END2
执行SQL
CREATE FUNCTION `getRandomInt`(`maxValue` int) RETURNS int(11) BEGIN DECLARE randomInt int default 0; SET randomInt = FLOOR(rand() * `maxValue`); RETURN randomInt; END3
耗时3.52秒
CREATE FUNCTION `getRandomInt`(`maxValue` int) RETURNS int(11) BEGIN DECLARE randomInt int default 0; SET randomInt = FLOOR(rand() * `maxValue`); RETURN randomInt; END4
使用索引进行检索,读取的数据减少到 10万行。
为了测试方便,先删除name字段的索引,再创建一个mobile字段索引
CREATE FUNCTION `getRandomInt`(`maxValue` int) RETURNS int(11) BEGIN DECLARE randomInt int default 0; SET randomInt = FLOOR(rand() * `maxValue`); RETURN randomInt; END5
执行SQL
CREATE FUNCTION `getRandomInt`(`maxValue` int) RETURNS int(11) BEGIN DECLARE randomInt int default 0; SET randomInt = FLOOR(rand() * `maxValue`); RETURN randomInt; END6
耗时9.93秒
CREATE FUNCTION `getRandomInt`(`maxValue` int) RETURNS int(11) BEGIN DECLARE randomInt int default 0; SET randomInt = FLOOR(rand() * `maxValue`); RETURN randomInt; END7
尽管我们的SQL语句将mobile字段作为第二个查询条件,mysql仍然使用了mobile上的索引进行检索。mobile索引过滤出来的数据有23万行,比基于name的更多,所以耗时也就更长。
这次我们将两个字段建成一个联合索引。
CREATE FUNCTION `getRandomInt`(`maxValue` int) RETURNS int(11) BEGIN DECLARE randomInt int default 0; SET randomInt = FLOOR(rand() * `maxValue`); RETURN randomInt; END8
执行SQL
CREATE FUNCTION `getRandomInt`(`maxValue` int) RETURNS int(11) BEGIN DECLARE randomInt int default 0; SET randomInt = FLOOR(rand() * `maxValue`); RETURN randomInt; END9
执行时间大大缩短,只需要0.06秒
CREATE FUNCTION `getRandomString`(`length` int) RETURNS varchar(128) CHARSET utf8 COLLATE utf8_bin BEGIN DECLARE result VARCHAR(128) default ''; DECLARE chars varchar(30) default 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'; #全小写字母 DECLARE charIndex int default 0; WHILE length > 0 DO SET charIndex = getRandomInt(26); SET result = concat(result, SUBSTRING(chars, charIndex + 1, 1)); SET length = length - 1; END WHILE; RETURN result; END0
读取的行数还是10万行,但时间大大缩短。从这个时间,我们应该能够猜出mysql的过滤数据的过程。mysql执行where过滤时仅仅通过索引即可完成,然后根据索引中的user_id去数据页面读取相应的age值出来做平均。
前面的分析可以看到,为了计算平均值,mysql还需要读取行数据。如果age字段也在这个索引中,查询性能会进一步提升吗?因为不再读行数据。
调整索引
CREATE FUNCTION `getRandomString`(`length` int) RETURNS varchar(128) CHARSET utf8 COLLATE utf8_bin BEGIN DECLARE result VARCHAR(128) default ''; DECLARE chars varchar(30) default 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'; #全小写字母 DECLARE charIndex int default 0; WHILE length > 0 DO SET charIndex = getRandomInt(26); SET result = concat(result, SUBSTRING(chars, charIndex + 1, 1)); SET length = length - 1; END WHILE; RETURN result; END1
执行SQL
CREATE FUNCTION `getRandomString`(`length` int) RETURNS varchar(128) CHARSET utf8 COLLATE utf8_bin BEGIN DECLARE result VARCHAR(128) default ''; DECLARE chars varchar(30) default 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'; #全小写字母 DECLARE charIndex int default 0; WHILE length > 0 DO SET charIndex = getRandomInt(26); SET result = concat(result, SUBSTRING(chars, charIndex + 1, 1)); SET length = length - 1; END WHILE; RETURN result; END2
执行时间更短,仅为0.04秒。数据量可能还不够大,同上一个执行的区别不是太大。
CREATE FUNCTION `getRandomString`(`length` int) RETURNS varchar(128) CHARSET utf8 COLLATE utf8_bin BEGIN DECLARE result VARCHAR(128) default ''; DECLARE chars varchar(30) default 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'; #全小写字母 DECLARE charIndex int default 0; WHILE length > 0 DO SET charIndex = getRandomInt(26); SET result = concat(result, SUBSTRING(chars, charIndex + 1, 1)); SET length = length - 1; END WHILE; RETURN result; END3
最重要的变化是Extra信息:Using index condition 变成 Using index。Using index condition 表示使用了索引作为查询过滤的条件;Using index表示整个SQL只使用了索引。
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