mysqlmysql如何减少函数调用影响查询速度-mysql教程-PHP中文网

函数调用会阻碍索引使用并增加CPU开销，导致查询变慢。应避免在WHERE、ORDER BY、GROUP BY中对索引列使用函数，改用范围条件、生成列或应用层计算，并通过EXPLAIN分析执行计划以识别问题。

mysqlmysql如何减少函数调用影响查询速度

MySQL查询中函数调用对速度的影响，核心在于它们往往会阻碍索引的有效利用，并额外增加CPU开销。要减少这种影响，最直接的办法就是尽量避免在WHERE、ORDER BY或GROUP BY子句中对索引列使用函数，而是将这些计算前置到应用层或者通过其他SQL技巧来重写查询。

解决方案

说实话，每次遇到查询慢的问题，我第一个想到的往往就是索引，第二个就是看WHERE条件里是不是偷偷藏了什么函数。这玩意儿，杀伤力真的不小。要减少函数调用对查询速度的影响，我们可以从几个关键点入手：

避免在WHERE子句的索引列上使用函数： 这是最常见也最致命的性能陷阱。当你在WHERE条件中对一个索引列应用函数时，比如WHERE DATE(create_time) = '2023-01-01'，MySQL的优化器就傻眼了。它无法直接使用create_time列上的B-tree索引，因为它不知道DATE()函数处理后的值是什么，只能对表进行全扫描，然后对每一行都执行DATE()函数再进行比较。
- 替代方案： 把函数逻辑反推回去。例如，将WHERE DATE(create_time) = '2023-01-01'改为WHERE create_time >= '2023-01-01 00:00:00' AND create_time < '2023-01-02 00:00:00'。这样，create_time列上的索引就能被充分利用。
- 对于字符串操作，比如WHERE SUBSTRING(name, 1, 3) = 'ABC'，如果name是索引列，也会导致索引失效。考虑是否可以在应用层处理，或者如果name有规律，可以考虑增加一个前缀列并建立索引。
善用生成列（Generated Columns）： MySQL 5.7及更高版本提供了一个非常棒的特性——生成列。你可以创建一个虚拟列或存储列，它的值是根据其他列计算得来的。如果你的函数计算结果是固定且频繁使用的，并且你想在这个计算结果上建立索引，生成列是绝佳的选择。
- 例子： 如果你经常需要查询用户全名，而全名是first_name和last_name拼接而成的，你可以这样做：
```
ALTER TABLE users ADD COLUMN full_name VARCHAR(255) AS (CONCAT(first_name, ' ', last_name)) STORED;
CREATE INDEX idx_full_name ON users (full_name);
```
  登录后复制
  这样，你就可以在WHERE full_name = 'John Doe'这样的查询中利用到idx_full_name索引了。STORED关键字意味着这个列的值会物理存储在表中，占用空间但查询更快；如果是VIRTUAL，则每次读取时计算，不占用存储空间，但索引只能是辅助索引。我个人更倾向于STORED，毕竟空间换时间在数据库里是常态。
将计算推到应用层： 有时候，最简单的办法就是最好的办法。如果一个复杂的计算在SQL层面不好优化，或者会导致索引失效，那就把计算逻辑放到你的应用程序代码里去。比如，你需要在数据库中筛选出某个时间段内的数据，然后对这些数据在应用层进行进一步的复杂处理，而不是试图在SQL里用复杂的函数一次性搞定所有事情。
审视ORDER BY和GROUP BY子句中的函数： 和WHERE子句类似，ORDER BY和GROUP BY中对列使用函数，也可能导致无法使用索引进行排序或分组，从而触发文件排序（filesort）或创建临时表，这都是非常耗时的操作。
- 优化思路： 尽量确保ORDER BY和GROUP BY的列是原始的、未被函数处理过的索引列或复合索引的前缀。如果确实需要按函数结果排序，考虑是否能通过增加生成列或在应用层处理来避免。
减少SELECT列表中的复杂函数： 虽然SELECT列表中的函数通常不会影响WHERE子句的索引使用，但它们会增加查询的CPU开销，因为每一行都需要执行这些函数。如果这些计算结果不是每次都必需的，或者可以放到应用层进行，那就尽量简化SELECT列表。

为什么在查询中使用函数会拖慢MySQL的执行速度？

这个问题其实挺核心的，理解了它，你就能更好地规避这些坑。简单来说，函数调用拖慢查询速度，主要有这么几个原因，它们之间还相互影响：

索引失效： 这是最主要的原因，没有之一。MySQL的B-tree索引是基于列的原始值进行排序和存储的。当你对索引列应用函数时，比如DATE(create_time)，原始的create_time值被转换了，索引就无法直接用于查找或排序。数据库优化器不知道DATE('2023-01-01 10:30:00')会得到什么，它只能把所有行都取出来，逐行计算DATE()，然后逐行比较。这基本上就等同于全表扫描，性能自然好不到哪去。
增加CPU开销： 无论函数是否导致索引失效，每次函数调用都需要消耗CPU资源。对于返回大量行的查询，或者WHERE子句中的函数，每次比较都需要执行函数，这会显著增加CPU的负担。想象一下，一张百万级的表，你在WHERE里用了一个函数，那可能就是百万次函数调用，这CPU能不忙吗？
优化器难以估算： 数据库的查询优化器需要准确地估算每个操作的成本，才能选择最优的执行计划。当查询中包含函数时，优化器很难准确地知道函数处理后的数据分布和选择性，这使得它在选择索引、连接顺序等方面做出次优的决策。它可能会错误地认为某个索引不可用，或者低估了全表扫描的成本。
触发临时表和文件排序： 当ORDER BY或GROUP BY子句中包含函数，并且没有对应的索引可以满足排序或分组需求时，MySQL往往会选择在内存中创建临时表，或者在磁盘上进行文件排序（filesort）。这些操作都是资源密集型的，尤其是在处理大量数据时，I/O开销会非常大，导致查询速度急剧下降。

如何判断我的查询是否受到了函数调用的影响？

判断查询是否受到了函数调用的影响，其实并不复杂，主要靠EXPLAIN这个“神工具”，辅以其他一些观察手段。

使用EXPLAIN分析查询计划： 这是最直接、最有效的方法。在你怀疑有问题的查询前加上EXPLAIN，然后仔细观察输出结果：

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- type列： 如果在索引列上使用了函数，你很可能会看到type是ALL（全表扫描）而不是ref、eq_ref、range等，这通常意味着索引失效了。
- key列： 观察key列是否为NULL，或者它指示的索引并非你期望用于优化该条件的索引。如果key是NULL，那基本可以确定没有使用索引。
- Extra列： 留意Extra列中是否出现Using where（这本身不是问题，但结合type: ALL就有问题了）、Using filesort、Using temporary。这些都可能是函数调用导致无法使用索引进行排序或分组的信号。
- rows列： 估算的扫描行数。如果这个数字非常大，接近表总行数，那么很可能发生了全表扫描。
- 举例：
```
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE DATE(create_time) = '2023-01-01';
```
  登录后复制
  如果create_time有索引，但EXPLAIN结果显示type: ALL，key: NULL，rows很大，那就说明DATE()函数让索引失效了。
慢查询日志： 启用MySQL的慢查询日志（slow_query_log）。如果你的查询执行时间超过了long_query_time设定的阈值，它就会被记录下来。定期检查慢查询日志，可以发现那些因为函数调用而变慢的查询。日志里会记录查询语句本身，你一眼就能看出是不是有函数。
观察系统资源使用： 当查询因为函数调用而进行全表扫描或大量计算时，你会看到数据库服务器的CPU使用率飙升，或者磁盘I/O（如果是文件排序或大量读取）增加。这虽然不是直接证据，但结合慢查询日志和EXPLAIN，可以帮助你确认问题。
直觉和经验： 这听起来有点玄乎，但实际工作中非常有用。如果你看到一个查询在WHERE、ORDER BY或GROUP BY子句中对一个本该有索引的列使用了函数，而且这个查询又很慢，那么它几乎可以肯定是罪魁祸首。这种“一眼看上去就不对劲”的感觉，是经验积累的结果。

除了避免函数调用，还有哪些策略可以优化查询性能？

当然，优化查询性能是一个系统工程，避免函数调用只是其中一个重要的点。除了这个，我们还有很多其他的“武器”可以用：

优化索引策略： 这绝对是数据库优化的基石。
- 创建合适的索引： 确保你的WHERE、ORDER BY、GROUP BY以及JOIN条件中的列都有合适的索引。
- 复合索引： 对于多列过滤或排序的场景，考虑创建复合索引。注意索引列的顺序，通常将选择性高的列放在前面。
- 覆盖索引： 如果一个索引包含了查询所需的所有列（包括SELECT列表和WHERE条件），那么MySQL可以直接从索引中获取数据，而无需回表查询，大大提高效率。
- 前缀索引： 对于长字符串列，可以考虑创建前缀索引，既节省空间又提高效率。
- 避免过多索引： 索引不是越多越好，它会增加写入（INSERT/UPDATE/DELETE）的开销，并占用存储空间。
重写复杂查询：
- 简化JOIN操作： 避免在JOIN条件中使用OR，尽量使用等值连接。
- 优化子查询： 有时将子查询改写成JOIN或EXISTS语句会更高效，具体取决于MySQL的版本和优化器的能力。
- *减少`SELECT `：** 只选择你需要的列，减少网络传输和内存开销。
- 使用UNION ALL代替UNION： 如果确定没有重复行，UNION ALL比UNION效率更高，因为它不需要去重。
优化表结构和数据类型：
- 选择合适的数据类型： 使用最小且能满足需求的数据类型。例如，用INT存储ID而不是VARCHAR，用DATE或DATETIME存储日期而不是VARCHAR。
- 适当的范式设计： 过于严格的范式可能导致过多的JOIN操作，而适当的反范式（冗余字段）可以在特定场景下提高查询性能，但要权衡数据一致性。
- 避免大字段： TEXT、BLOB等大字段会拖慢查询，考虑将其拆分到单独的表中，或者使用延迟加载。
数据库配置优化：
- innodb_buffer_pool_size： 这是InnoDB最重要的参数，设置足够大的缓冲池可以缓存更多数据和索引，减少磁盘I/O。
- tmp_table_size和max_heap_table_size： 影响内存临时表的大小，如果临时表过大，会转为磁盘临时表，影响性能。
- 其他参数： 如query_cache_size（MySQL 8.0已移除）、sort_buffer_size等，都需要根据实际负载进行调整。
应用层缓存： 对于那些查询频率高但数据更新不频繁的结果，可以考虑在应用层使用Redis、Memcached等缓存系统，直接从缓存中获取数据，避免查询数据库。
硬件升级和架构调整：
- 更快的存储： SSD比传统HDD有显著的I/O性能优势。
- 增加内存和CPU： 提供更强大的计算和缓存能力。
- 读写分离： 对于读多写少的应用，将读操作分发到多个从库，可以显著提高并发能力。
- 数据库分区（Partitioning）： 对于非常大的表，可以根据某个键进行分区，将数据分散到不同的物理存储中，对于特定查询可以减少扫描范围。
- 分库分表（Sharding）： 当单台数据库服务器无法满足需求时，将数据分散到多台数据库服务器上。