專案上線後，談一下感觸比較深的一點：查詢優化

阿新 • • 發佈：2019-07-11

前言

　　開心一刻

　　　　兒子有道題不會做，喊我過去教他。我推了推一旁的老公：我頭疼，你去吧。老公不動，我：零花錢漲一千。話音剛落，老公就屁顛屁顛跑去兒子房間。進去不到幾分鐘，一聲怒吼伴隨著兒子的哭聲傳來的瞬間，老公從兒子房間出來，邊走邊說：“朽木不可雕也。”兒子從房間探出半個身子，一臉委屈：“爸爸也不會做，他說給我一塊錢，讓我明天早點去學校抄同學的。還讓我不要告訴你，我不肯，他就吼我。”

問題背景

　　前段時間，被緊急調到一個新專案，支撐新專案的開發。跌跌撞撞之下，專案也正常上線了，期間收穫頗多，無論是業務上的，還是業務之外的。業務上的就不多說了，不具通用性，意義不大，有一點業務之外的東東給我的感觸比較深，特記錄下來，與大家分享下：查詢優化

查詢優化

　　完整示例工程：data-init，包括資料庫表的 ddl 和 dml，以及資料批量的生成

　　相關表

　　　　涉及的表不多，一共三張：額度表、記錄表、存款表

　　　　額度表 t_custmor_credit

CREATE TABLE t_customer_credit (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主鍵',
  login_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '名稱',
    credit_type TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '額度型別，1:自由資金,2:凍結資金,3:優惠',
    amount DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '額度值',
    create_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '建立者',
    create_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '建立時間',
    update_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '建立時間',
    update_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '修改者',
  PRIMARY KEY (id)
);

View Code

　　　　　　記錄每個顧客的當前額度，額度一共分三種：自由資金、凍結資金和優惠，也就是說每個顧客會有 3 條記錄來表示他的各個額度。表中資料如下

　　　　額度記錄 t_custmor_credit_record

CREATE TABLE t_customer_credit_record (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主鍵',
  login_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '名稱',
    credit_type TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '額度型別，參考t_custmor_credit的credit_type',
    bill_no VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '訂單號',
    amount_before DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '前額度值',
    amount_change DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '額度變化值',
    amount_after DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '後額度值',
    create_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '建立者',
    create_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '建立時間',
    remark VARCHAR(500) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '備註',
  PRIMARY KEY (id)
);

View Code

　　　　　　記錄顧客額度的每一次變化，只要有額度變化（不管是哪個額度進行了變化），都會新增3條記錄，每個型別的額度都會新增一條記錄。另外，該表只會有資料的插入，不會有資料的刪、改。表中資料如下

　　　　存款表 t_custmor_deposit

CREATE TABLE t_customer_deposit (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主鍵',
  login_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '名稱',
    bill_no VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '訂單號',
    amount DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '存款金額',
    deposit_state TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '存款狀態: 1成功,2失敗,3未知',
    channal TINYINT(2) NOT NULL COMMENT '存款渠道: 1:銀聯,2支付寶,3微信',
    create_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '建立者',
    create_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '建立時間',
    remark VARCHAR(500) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '備註',
  PRIMARY KEY (id)
);

View Code

　　　　　　記錄顧客的每一次存款，該表只會有資料的插入，不會有資料的刪、改。表中資料如下

　　產品需求

　　　　分頁展示如下列表（具體的過濾條件就不列了，我們就當是初始狀態，還未輸入過濾條件）

　　　　實現比較簡單，t_custmor_credit_record 左關聯 t_custmor_deposit 就好，但是我們的額度記錄表與需求列表有些許的出入，需要做一下簡單的行轉列。

　　需求實現

　　　　我們先來看看最初的SQL查詢，這可能是很多人最容易想到的

SELECT MIN(tcd.channal) channal, MAX(tccr.id) mId,tccr.login_name,tccr.bill_no,tccr.create_time,
    IF(credit_type=1,amount_before,0) AS freeBefore,
    IF(credit_type=1,amount_change,0) AS freeChange,
    IF(credit_type=1,amount_after,0) AS freeAfter,
    IF(credit_type=2,amount_before,0) AS freezeBefore,
    IF(credit_type=2,amount_change,0) AS freezeChange,
    IF(credit_type=2,amount_after,0) AS freezeAfter,
    IF(credit_type=3,amount_before,0) AS promotionBefore,
    IF(credit_type=3,amount_change,0) AS promotionChange,
    IF(credit_type=3,amount_after,0) AS promotionAfter
FROM t_customer_credit_record tccr
LEFT JOIN t_customer_deposit tcd ON tccr.bill_no = tcd.bill_no
GROUP BY tccr.bill_no,tccr.login_name,tccr.create_time
ORDER BY mId desc
LIMIT 0, 10;

View Code

　　　　資料量少的時候，也許能在我們接受的時間內查出我們需要的結果，一旦資料量多了，這個SQL就跑不動了；我們先看下 60w 資料的情況下，我們只進行 t_custmor_credit_record 單表查詢

SELECT MAX(id) mId,login_name,bill_no,create_time,
    IF(credit_type=1,amount_before,0) AS freeBefore,
    IF(credit_type=1,amount_change,0) AS freeChange,
    IF(credit_type=1,amount_after,0) AS freeAfter,
    IF(credit_type=2,amount_before,0) AS freezeBefore,
    IF(credit_type=2,amount_change,0) AS freezeChange,
    IF(credit_type=2,amount_after,0) AS freezeAfter,
    IF(credit_type=3,amount_before,0) AS promotionBefore,
    IF(credit_type=3,amount_change,0) AS promotionChange,
    IF(credit_type=3,amount_after,0) AS promotionAfter
FROM t_customer_credit_record
GROUP BY bill_no,login_name,create_time
ORDER BY mId desc
LIMIT 0, 10;

View Code

　　　　效果如下

　　　　花了近 8 秒，這還只是單表，如果執行上面的聯表SQL，那時間又得增加不少（我試驗的結果是直接卡住了，看不到查詢結果）；

　　優化處理

　　　　加索引

　　　　　　查詢慢的時候，我們最容易想到的優化方式往往就是加索引；上述SQL執行的時候，t_custmor_credit_record 和 t_custmor_deposit都沒有建索引（主鍵索引除外），那麼我們就加索引唄。我的專案中加的是唯一索引，做了唯一約束，那我這裡也加唯一索引

ALTER TABLE t_customer_credit_record ADD UNIQUE uk_unique (bill_no,login_name,create_time,credit_type);
ALTER TABLE t_customer_deposit ADD UNIQUE uk_billno (bill_no);

　　　　　　此時我們看下SQL執行效果

　　　　　　我們發現，t_custmor_credit_record 單表查詢的效率幾乎沒變，將近 8 秒，但 t_custmor_credit_record 與 t_custmor_deposit 聯表的查詢卻在 11 秒內有結果了。加了索引為什麼還這麼慢了？難道沒走索引？

　　　　　　我們是不是發現了什麼？ IF函式對聯表查詢是否走索引有影響，也對單表的查詢速度有影響。上圖中的 t_custmor_credit_record 單表查詢，有IF函式，查詢時間近 8 秒，沒有IF函式，查詢時間 2 秒左右；t_custmor_credit_record 與 t_custmor_deposit 聯表查，有IF函式，t_custmor_credit_record 走的是全表查，查詢時間近 11 秒，沒有IF函式，t_custmor_credit_record 走的是索引，查詢時間 3 秒不到。那麼我們有沒有什麼辦法拿掉這個IF函式呢？

　　　　使用 CASE...WHEN....THEN 代替 IF

SELECT MAX(id) mId,login_name,bill_no,create_time,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_before ELSE 0 END AS freeBefore,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_change ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_after ELSE 0 END AS freeAfter,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_before ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_change ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_after ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_before ELSE 0 END AS promotionBefore,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_change ELSE 0 END AS promotionChange,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_after ELSE 0 END AS promotionAfter
FROM t_customer_credit_record
GROUP BY bill_no,login_name,create_time
ORDER BY mId desc
LIMIT 0, 10;

SELECT MIN(tcd.channal) channal, MAX(tccr.id) mId,tccr.login_name,tccr.bill_no,tccr.create_time,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_before ELSE 0 END AS freeBefore,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_change ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 1 THEN amount_after ELSE 0 END AS freeAfter,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_before ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_change ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 2 THEN amount_after ELSE 0 END AS freeChange,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_before ELSE 0 END AS promotionBefore,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_change ELSE 0 END AS promotionChange,
    CASE credit_type WHEN 3 THEN amount_after ELSE 0 END AS promotionAfter
FROM t_customer_credit_record tccr
LEFT JOIN t_customer_deposit tcd ON tccr.bill_no = tcd.bill_no
GROUP BY tccr.bill_no,tccr.login_name,tccr.create_time
ORDER BY mId desc
LIMIT 0, 10;

View Code

　　　　　　我們可以看到，執行時間與 IF 所差無幾，執行計劃也是與 IF 的一致，這也就反映出不是 IF的問題，應該是 GROUP BY 的問題。我們用 GROUP BY 結合 IF（或 CASE...WHEN....THEN），就是為了將 3 條額度記錄合併成一條、行轉列之後輸出我們想要的結果，那有沒有不用 GROUP BY、又能實現我們需求的方式了？

　　　　自聯代替 GROUP BY

　　　　　　我們再仔細琢磨下這個需求，咋一看，確實需要行轉列，那麼就需要用到 GROUP BY，那麼效率也就低了，這似乎是無解了？真的非要行轉列嗎，假設我們將額度記錄拆分成 3 張表：一張表只存自由資金的額度變化、一張表只存凍結資金的額度變化、一張表只存優惠的額度變化，這樣是不是隻需要聯表查而不要用 GROUP BY 來進行行轉列了？有小夥伴有可能會問：t_custmor_credit_record 表已經定了，資料都跑了不少了，再將其進行拆分，既要改表（同時還要遷移資料），還要改程式碼，工程量會很大！我們換個角度來看 t_custmor_credit_record ，目前它是 3 中額度記錄的一個總和表，我們能不能從它的身上做文章，變化出我們想要的那 3 張表，然後進行聯表查詢呢？肯定可以的，類似如下

-- 自由資金額度記錄表
SELECT * FROM t_customer_credit_record WHERE credit_type = 1;
-- 凍結資金額度記錄表
SELECT * FROM t_customer_credit_record WHERE credit_type = 2;
-- 優惠額度記錄表
SELECT * FROM t_customer_credit_record WHERE credit_type = 3;

　　　　　　接下來的 SQL 怎麼寫，我想大家都知道了吧，自聯就行了，寫法有很多種，常見的寫法有如下 4 種

-- 不用group by,做法1, 個人比較推薦， 但此種方式不支援存款表的過濾條件
SELECT d.channal,a.amount_before AS freeBefore,a.amount_change AS freeChange, a.amount_after freeAfter,
    b.amount_before AS freezeBefore,b.amount_change AS freezeChange, b.amount_after freezeAfter,
    c.amount_before AS promotionBefore,c.amount_change AS promotionChange, c.amount_after promotionAfter
FROM (
    SELECT * FROM t_customer_credit_record WHERE credit_type = 1 ORDER BY id DESC LIMIT 0, 10
) a
LEFT JOIN t_customer_credit_record b ON a.bill_no = b.bill_no AND b.credit_type = 2
LEFT JOIN t_customer_credit_record c ON a.bill_no = c.bill_no AND c.credit_type = 3
LEFT JOIN t_customer_deposit d ON a.bill_no = d.bill_no;

-- 不用group by,做法2, 此種方式支援存款表的過濾條件
SELECT a.channal,a.amount_before AS freeBefore,a.amount_change AS freeChange, a.amount_after freeAfter,
    b.amount_before AS freezeBefore,b.amount_change AS freezeChange, b.amount_after freezeAfter,
    c.amount_before AS promotionBefore,c.amount_change AS promotionChange, c.amount_after promotionAfter
FROM (
    SELECT r.*,d.channal FROM t_customer_credit_record r LEFT JOIN t_customer_deposit d ON r.bill_no = d.bill_no
    WHERE r.credit_type = 1 ORDER BY r.id DESC LIMIT 0, 10
) a
LEFT JOIN t_customer_credit_record b ON a.bill_no = b.bill_no AND b.credit_type = 2
LEFT JOIN t_customer_credit_record c ON a.bill_no = c.bill_no AND c.credit_type = 3;

-- 不用group by,做法3, 這是最容易想到的方法
SELECT d.channal,a.amount_before AS freeBefore,a.amount_change AS freeChange, a.amount_after freeAfter,
    b.amount_before AS freezeBefore,b.amount_change AS freezeChange, b.amount_after freezeAfter,
    c.amount_before AS promotionBefore,c.amount_change AS promotionChange, c.amount_after promotionAfter
FROM t_customer_credit_record a
LEFT JOIN t_customer_credit_record b ON a.bill_no = b.bill_no
LEFT JOIN t_customer_credit_record c ON a.bill_no = c.bill_no
LEFT JOIN t_customer_deposit d ON a.bill_no = d.bill_no
WHERE a.credit_type = 1 AND b.credit_type = 2 AND c.credit_type = 3 
ORDER BY a.id DESC LIMIT 0, 10;

-- 不用group by,做法4
SELECT d.channal,a.amount_before AS freeBefore,a.amount_change AS freeChange, a.amount_after freeAfter,
    b.amount_before AS freezeBefore,b.amount_change AS freezeChange, b.amount_after freezeAfter,
    c.amount_before AS promotionBefore,c.amount_change AS promotionChange, c.amount_after promotionAfter
FROM t_customer_credit_record a
LEFT JOIN t_customer_credit_record b ON a.bill_no = b.bill_no AND b.credit_type = 2
LEFT JOIN t_customer_credit_record c ON a.bill_no = c.bill_no AND c.credit_type = 3
LEFT JOIN t_customer_deposit d ON a.bill_no = d.bill_no
WHERE a.credit_type = 1 
ORDER BY a.id DESC LIMIT 0, 10;

View Code

　　　　　　執行結果如下

　　　　　　就目前的資料量而言，4 種寫法的效率一樣，但是資料量再往上走，它們之前還是有效能差別的，大家可以仔細看看這 4 個 SQL 的執行計劃，它們之間還是有區別的。最終我的專案中採用的是第一種寫法

　　　　表重新設計

　　　　　　我們回過頭去看看 t_customer_credit 和 t_custmor_credit_record，是否真的有必要用 3 條記錄來存放顧客的 3 種額度，一條記錄將使用者的 3 種額度都記錄下來不是更好嗎？如下所示

-- 自認為更好的表設計
DROP TABLE IF EXISTS t_customer_credit_plus;
CREATE TABLE t_customer_credit_plus (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主鍵',
  login_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '登入名',
    free_amount DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '自由資金額度',
    freeze_amount DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '凍結資金額度',
    promotion_amount DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '優惠資金額度',
    create_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '建立者',
    create_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '建立時間',
    update_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '建立時間',
    update_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '修改者',
  PRIMARY KEY (id),
  UNIQUE KEY `uk_login_name` (`login_name`)
);
DROP TABLE IF EXISTS t_customer_credit_record_plus;
CREATE TABLE t_customer_credit_record_plus (
  id INT(11) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增主鍵',
  login_name VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '登入名',
    bill_no VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '訂單號',
    free_amount_before DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '自由資金前額度值',
    free_amount_change DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '自由資金前額度變化值',
    free_amount_after DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '自由資金前後額度值',
    freeze_amount_before DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '凍結資金前額度值',
    freeze_amount_change DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '凍結資金額度變化值',
    freeze_amount_after DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '凍結資金後額度值',
    promotion_amount_before DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '優惠前額度值',
    promotion_amount_change DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '優惠額度變化值',
    promotion_amount_after DECIMAL(22,6) NOT NULL DEFAULT '0.00000' COMMENT '優惠後額度值',
    create_by VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '建立者',
    create_time DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '建立時間',
    remark VARCHAR(500) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '備註',
  PRIMARY KEY (id),
  UNIQUE KEY `uk_unique` (`bill_no`,`login_name`,`create_time`)
);

View Code

　　　　　　我想很多人都會有相同的感覺吧，但是從拓展性出發，分 3 條記錄的做法更好，為什麼呢？如果後續新增 1 種或多種另外的額度型別，上述的 1 條記錄的表設計就需要新增欄位來適配了，但是 3 條記錄的做法，只需要拓展credit_type的值就好了，表無需改動。各有利弊，如何選擇，需要團隊協商之後做出最好的選擇。

　　　　　　最終專案中採用的還是 3 條記錄存放 3 個額度的方式，沒有采用我說的；原因是：大家都認為效率影響不大，也容易理解，關鍵是拓展性很好，後續很方便就能加入新的額度型別。

　　　　業務上的協調

　　　　　　最後我們再回到需求上來，這個存款渠道真的有必要顯示在額度記錄嗎？

　　　　　　1、對公司來說，存款記錄越多，那肯定是越好，但我們從實際出發，存款記錄在額度記錄中佔的比例大嗎，這個相信大家也都能想象得到，比例非常低，可能 100 條記錄中會有 1 條；

　　　　　　2、本來就有單獨的存款頁面展示顧客的存款，去專門的存款記錄頁面看豈不是更直觀？

　　　　　　最後和產品討論，還真把這一列給拿掉了，那麼我們也就不需要關聯存款表來查了，SQL 更簡單，效率也更高了！

總結

　　1、SQL 行轉列，往往是 GROUP BY 配合聚合函式（SUM、MAX、MIN等）來實現，當然也包括 IF 和 CASE...WHEN....THEN；

　　2、索引是提高查詢效率的最有效的、也是最常用的方式，我們對查詢的優化都要往索引上靠，EXPLAIN 可以檢視SQL的執行計劃，我們可以從中獲取SQL優化的提示；

　　3、一定要結合業務來寫出高效的SQL

　　　　可能很多小夥伴會有這樣的不滿：上述的 3 個額度的例子有點特殊，不具備通用性，上述高效的SQL也只是在你（樓主）的專案中有效。你說的對，但是我們要知道，技術本身就是用來服務業務的，脫離了業務，技術有什麼實際意義？但是我們回過頭去細看，我舉的例子真的就特殊到獨一無二？我想還算比較通用吧，還是能套用很多場景的。

　　4、要敢於質疑需求

　　　　雖然大多數時候產品都考慮比較周到，但也不能完全保證他沒有不犯迷糊的時候吧。有疑惑就向產品問清楚，我們實現的也更快、更準確。一定不要對疑問藏著掖著，以我親身經歷來講，很多時候開發認為的都是對的，如果藏著掖著，那你就準備返工改成你之前認為的那樣吧！

專案上線後，談一下感觸比較深的一點：查詢優化

前言

問題背景

查詢優化

相關表

產品需求

需求實現

優化處理

總結

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