基于索引的sql优化(上)

前言

客服业务受到SQL语句的影响非常大,在规模比较大的局点,往往因为一个小的SQL语句不够优化,导致数据库性能急剧下降,小型机idle所剩无几,应用服务器断连、超时,严重影响业务的正常运行。
数据库的优化方法有很多种,在应用层来说,主要是基于索引的优化。

建立必要的索引

常用建立索引的规则如下:
1、表的主键、外键必须有索引;
2、数据量超过300的表应该有索引;
3、经常与其他表进行连接的表,在连接字段上应该建立索引;
4、经常出现在Where子句中的字段,特别是大表的字段,应该建立索引;
5、索引应该建在选择性高的字段上;
6、索引应该建在小字段上,对于大的文本字段甚至超长字段,不要建索引;
7、复合索引的建立需要进行仔细分析;尽量考虑用单字段索引代替:

A、正确选择复合索引中的主列字段,一般是选择性较好的字段;
B、复合索引的几个字段是否经常同时以AND方式出现在Where子句中?单字段查询是否极少甚至没有?如果是,则可以建立复合索引;否则考虑单字段索引;
C、如果复合索引中包含的字段经常单独出现在Where子句中,则分解为多个单字段索引;
D、如果复合索引所包含的字段超过3个,那么仔细考虑其必要性,考虑减少复合的字段;
E、如果既有单字段索引,又有这几个字段上的复合索引,一般可以删除复合索引;

8、频繁进行数据操作的表,不要建立太多的索引;
9、删除无用的索引,避免对执行计划造成负面影响;
以上是一些普遍的建立索引时的判断依据。一言以蔽之,索引的建立必须慎重,对每个索引的必要性都应该经过仔细分析,要有建立的依据。因为太多的索引与不充分、不正确的索引对性能都毫无益处:在表上建立的每个索引都会增加存储开销,索引对于插入、删除、更新操作也会增加处理上的开销。 另外,过多的复合索引,在有单字段索引的情况下,一般都是没有存在价值的;相反,还会降低数据增加删除时的性能,特别是对频繁更新的表来说,负面影响更大。

1.避免对列的操作

任何对列的操作都可能导致全表扫描,这里所谓的操作包括数据库函数、计算表达式等等,查询时要尽可能将操作移至等式的右边,甚至去掉函数。   
例1:下列SQL条件语句中的列都建有恰当的索引,但30万行数据情况下执行速度却非常慢:   
select * from record where  substrb(CardNo,1,4)='5378'(13秒)  
select * from record where  amount/30< 100011秒)  
select * from record where  to_char(ActionTime,'yyyymmdd')='19991201'10秒)  
由于where子句中对列的任何操作结果都是在SQL运行时逐行计算得到的,因此它不得不进行表扫描,而没有使用该列上面的索引;如果这些结果在查询编译时就能得到,那么就可以被SQL优化器优化,使用索引,避免表扫描,因此将SQL重写如下: 
select * from record where CardNo like  '5378%'(< 1秒)
select * from record where amount  < 1000*30(< 1秒)
select * from record where ActionTime= to_date ('19991201' ,'yyyymmdd')(< 1秒)
差别是很明显的!

2.避免不必要的类型转换

需要注意的是,尽量避免潜在的数据类型转换。如将字符型数据与数值型数据比较,ORACLE会自动将字符型用to_number()函数进行转换,从而导致全表扫描。
例2:表tab1中的列col1是字符型(char),则以下语句存在类型转换:
select col1,col2 from tab1 where col1>10,
应该写为: select col1,col2 from tab1 where col1>'10'

3.增加查询的范围限制

增加查询的范围限制,避免全范围的搜索。
例3:以下查询表record 中时间ActionTime小于200131日的数据:
    select * from record where ActionTime < to_date ('20010301' ,'yyyymm')
查询计划表明,上面的查询对表进行全表扫描,如果我们知道表中的最早的数据为200111日,那么,可以增加一个最小时间,使查询在一个完整的范围之内。修改如下: select * from record where 
ActionTime < to_date ('20010301' ,'yyyymm')
and   ActionTime > to_date ('20010101' ,'yyyymm')
后一种SQL语句将利用上ActionTime字段上的索引,从而提高查询效率。把'20010301'换成一个变量,根据取值的机率,可以有一半以上的机会提高效率。同理,对于大于某个值的查询,如果知道当前可能的最大值,也可以在Where子句中加上 “AND 列名< MAX(最大值)”。

4.尽量去掉”IN”、”OR”

含有"IN"、"OR"的Where子句常会使用工作表,使索引失效;如果不产生大量重复值,可以考虑把子句拆开;拆开的子句中应该包含索引。   
例4: select count(*) from stuff where id_no in('0','1')(23秒)
可以考虑将or子句分开:   
select count(*) from stuff where id_no='0'  
select count(*) from stuff where id_no='1'
然后再做一个简单的加法,与原来的SQL语句相比,查询速度更快。

5.尽量去掉 “<>”

尽量去掉 "<>",避免全表扫描,如果数据是枚举值,且取值范围固定,则修改为"OR"方式。
例5:
    UPDATE SERVICEINFO SET STATE=0 WHERE STATE<>0;
以上语句由于其中包含了"<>",执行计划中用了全表扫描(TABLE ACCESS FULL),没有用到state字段上的索引。实际应用中,由于业务逻辑的限制,字段state为枚举值,只能等于012,而且,值等于=12的很少,因此可以去掉"<>",利用索引来提高效率。
修改为:UPDATE SERVICEINFO SET STATE=0  WHERE STATE = 1 OR STATE = 2 。进一步的修改可以参考第4种方法。

6.去掉Where子句中的IS NULL和IS NOT NULL

Where字句中的IS NULLIS NOT NULL将不会使用索引而是进行全表搜索,因此需要通过改变查询方式,
分情况讨论等方法,去掉Where子句中的IS NULLIS NOT NULL

7.索引提高数据分布不均匀时查询效率

索引的选择性低,但数据的值分布差异很大时,仍然可以利用索引提高效率。A、数据分布不均匀的特殊情况下,选择性不高的索引也要创建。
表ServiceInfo中数据量很大,假设有一百万行,其中有一个字段DisposalCourseFlag,取值范围为枚举值:[0,1,2,3,4,5,6,7]。按照前面说的索引建立的规则,“选择性不高的字段不应该建立索引,该字段只有8种取值,索引值的重复率很高,索引选择性明显很低,因此不建索引。然而,由于该字段上数据值的分布情况非常特殊,具体如下表:

这里写图片描述
而且,常用的查询中,查询DisposalCourseFlag<6 的情况既多又频繁,毫无疑问,如果能够建立索引,并且被应用,那么将大大提高这种情况的查询效率。因此,我们需要在该字段上建立索引。

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