分頁查詢優(yōu)化方案簡述

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用此導(dǎo)圖展示本文大綱。

寫在前面
當(dāng)我們需要從數(shù)據(jù)庫查詢的表里有上萬條記錄時,一次性查詢所有數(shù)據(jù),結(jié)果返回會變得很慢,特別是隨著數(shù)據(jù)量的增加,加載時長更久,這時需要使用到分頁查詢。對于數(shù)據(jù)庫分頁查詢,有很多種方法和優(yōu)化點(diǎn)。筆者就所知總結(jié)了如下實(shí)用方法。

案例準(zhǔn)備

筆者已有的一張表用于對以下case進(jìn)行測試,這里簡單介紹該表結(jié)構(gòu)信息。

  • 表名:order_history
  • 描述:某業(yè)務(wù)歷史訂單
  • 主要字段:unsigned int id,tinyint(4) int type
  • 字段概況:該表一共37個字段,不包含text等大型數(shù)據(jù),最大為varchar(500),id字段為索引,且為遞增。
  • 數(shù)據(jù)量:5709294

MySQL版本:5.7.16
線下找一張百萬級的測試表可不容易,讀者若需進(jìn)行自測,可以自建數(shù)據(jù)表(利用shell腳本插入足夠量的數(shù)據(jù))。
以下所有sql 語句執(zhí)行的環(huán)境沒有發(fā)生改變:

select count(*) from orders_history;

測試結(jié)果:
返回結(jié)果:5709294
筆者執(zhí)行以上語句三次,查詢耗時分別為:

8903 ms
8323 ms
8401 ms

常見分頁查詢方法簡述

一般的分頁查詢,使用簡單的 limit 子句就可以實(shí)現(xiàn)。
limit 子句聲明如下:

SELECT * FROM table LIMIT [offset,] rows | rows OFFSET offset

LIMIT 子句可以被用于指定 SELECT 語句返回的記錄數(shù)。
需注意以下幾點(diǎn):

  • 第一個參數(shù)指定第一個返回記錄行的偏移量,注意從0開始
  • 第二個參數(shù)指定返回記錄行的最大數(shù)目
  • 如果只給定一個參數(shù):它表示返回最大的記錄行數(shù)目
  • 第二個參數(shù)為 -1 表示檢索從某一個偏移量到記錄集的結(jié)束所有的記錄行
  • 初始記錄行的偏移量是 0(而不是 1)
    下面是一個應(yīng)用實(shí)例:
select * from orders_history where type=8 limit 1000,10;

該條語句將會從表 orders_history 中查詢offset: 第1000開始之后的10條數(shù)據(jù),也就是第1001條至第1010條數(shù)據(jù)(1001 <= id <= 1010)。
數(shù)據(jù)表中的記錄默認(rèn)使用主鍵(一般為id)排序,當(dāng)數(shù)據(jù)量達(dá)到1萬以上時:

select * from orders_history where type=8 order by id limit 10000,10;

三次查詢耗時分別為:

3040 ms
3063 ms
3018 ms

針對這種查詢方式,下面測試查詢記錄量對耗時的影響:

select * from orders_history where type=8 limit 10000,1;
select * from orders_history where type=8 limit 10000,10;
select * from orders_history where type=8 limit 10000,100;
select * from orders_history where type=8 limit 10000,1000;
select * from orders_history where type=8 limit 10000,10000;

三次查詢耗時如下:
查詢1條記錄:3072ms 3092ms 3002ms
查詢10條記錄:3081ms 3077ms 3032ms
查詢100條記錄:3118ms 3200ms 3128ms
查詢1000條記錄:3412ms 3468ms 3394ms
查詢10000條記錄:3749ms 3802ms 3696ms

另外筆者還進(jìn)行了十來次測試,從查詢耗時來看,當(dāng)查詢數(shù)據(jù)量低于100時,查詢耗時沒有差距,隨著查詢數(shù)據(jù)量越來越大,耗時也越長。
針對查詢偏移量的測試:

select * from orders_history where type=8 limit 100,100;
select * from orders_history where type=8 limit 1000,100;
select * from orders_history where type=8 limit 10000,100;
select * from orders_history where type=8 limit 100000,100;
select * from orders_history where type=8 limit 1000000,100;

三次查詢時間如下:
查詢100偏移:25ms 24ms 24ms
查詢1000偏移:78ms 76ms 77ms
查詢10000偏移:3092ms 3212ms 3128ms
查詢100000偏移:3878ms 3812ms 3798ms
查詢1000000偏移:14608ms 14062ms 14700ms
隨著查詢偏移增大,特別是查詢偏移大于10萬以后,查詢耗時顯著增加
這種分頁查詢方式會從數(shù)據(jù)庫第一條記錄開始掃描,所以越往后,查詢速度越慢,而且查詢的數(shù)據(jù)越多,也會拖慢總查詢速度。

采用子查詢進(jìn)行優(yōu)化

這種方式先定位偏移位置的 id,然后往后查詢,這種方式適用于 id 遞增的情況。

select * from orders_history where type=8 limit 100000,1;

select id from orders_history where type=8 limit 100000,1;

select * from orders_history where type=8 and
id>=(select id from orders_history where type=8 limit 100000,1)
limit 100;

select * from orders_history where type=8 limit 100000,100;

4條語句的查詢時間如下:
第1條語句:3674ms
第2條語句:1315ms
第3條語句:1327ms
第4條語句:3710ms

針對上面的查詢需要注意:

  • 比較第1條語句和第2條語句:使用 select id 代替 select * 速度增加了3倍
  • 比較第2條語句和第3條語句:速度相差幾十毫秒
  • 比較第3條語句和第4條語句:得益于 select id 速度增加,第3條語句查詢速度增加了3倍

這種方式相較于原始一般的查詢方法,將會增快數(shù)倍。

采用 id 限定進(jìn)行優(yōu)化

這種方式假設(shè)數(shù)據(jù)表的id是連續(xù)遞增的,則我們根據(jù)查詢的頁數(shù)和查詢的記錄數(shù)可以算出查詢的id的范圍,可以使用 id between and 來查詢:

select * from orders_history where type=2
and id between 1000000 and 1000100 limit 100;

查詢時間:15ms 12ms 9ms

這種查詢方式能夠極大地優(yōu)化查詢速度,能夠在幾十毫秒之內(nèi)完成。受限條件為:只能使用于明確知道id的情形。不過,一般建表的時候,都會添加id字段,這為分頁查詢帶來很多便利。

還有另外一種寫法:

select * from orders_history where id >= 1000001 limit 100;

當(dāng)然,還可使用 in 的方式來進(jìn)行查詢,這種方式經(jīng)常用在多表關(guān)聯(lián)的時候進(jìn)行查詢,使用其他表查詢的id集合,來進(jìn)行查詢:

select * from orders_history where id in
(select order_id from trade_2 where goods = 'pen')
limit 100;

in 查詢方式需注意:某些 mysql 版本不支持在 in 子句中使用 limit。

采用臨時表進(jìn)行優(yōu)化

臨時表優(yōu)化已經(jīng)不屬于查詢優(yōu)化,筆者附帶說明一下。
對于使用 id 限定優(yōu)化中的問題,需要 id 是連續(xù)遞增的,但是在一些場景下,比如使用歷史表的時候,或者出現(xiàn)過數(shù)據(jù)缺失問題時,可以考慮使用臨時存儲的表來記錄分頁的id,使用分頁的id來進(jìn)行 in 查詢。這樣能夠極大的提高傳統(tǒng)的分頁查詢速度,尤其是數(shù)據(jù)量上千萬的時候。

關(guān)于數(shù)據(jù)表的id說明

一般情況下,在數(shù)據(jù)庫中建立表的時候,會為每一張表添加 id 遞增字段,這樣方便后續(xù)查詢。
訂單庫等數(shù)據(jù)量非常龐大的情況,一般會進(jìn)行分庫分表。此時,不建議使用數(shù)據(jù)庫 id 作為唯一標(biāo)識,而應(yīng)該使用分布式高并發(fā)唯一 id 生成器來生成,并在數(shù)據(jù)表中使用另外字段來存儲這個唯一標(biāo)識

  • 首先使用范圍查詢定位 id (或者索引),即先 select id
  • 然后再使用索引進(jìn)行定位數(shù)據(jù),能夠提高好幾倍查詢速度。再 select *;

歡迎提出建議與筆者一起學(xué)習(xí)交流~~~

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