MySQL查询成本
MySLQ会将优化后的语句分别计算成本，取最优SQL执行。MySQL查询成本分为：
- IO成本：将磁盘数据加载到内存的成本。在MySQL的InnoDB引擎中就是一个叶子页。默认成本1.0.
- CPU成本：数据读取检测是否复核搜索条件。默认成本0.2.
基于成本的优化步骤
- 根据搜索条件，分析可能用到的索引。
- 计算全表扫描的查询成本。
- 计算使用每个索引的查询成本。
- 对比各种执行方案，取查询成本最低的方案。
单表查询计算成本计算
准备环境：
CREATE TABLE `product_order` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`order_number` varchar(8) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL,`order_desc` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL,`order_status` char(1) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL,`create_time` datetime NOT NULL,`expire_time` datetime NOT NULL,PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,UNIQUE INDEX `u_idx_three`(`create_time`, `order_status`, `expire_time`) USING BTREE,INDEX `idx_number`(`order_number`) USING BTREE,INDEX `idx_expire_time`(`expire_time`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 10004 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_unicode_ci ROW_FORMAT = COMPACT;
创建一个表，批量生成10000+数据，其中有三个索引：
- idx_number二级索引
- idx_expire_time二级索引
- create_time + order_status + expire_time联合索引
成本分析：
要分析的SQL：
SELECT*
FROMproduct_order o
WHEREo.order_number IN ( "9671332", "9504815", "2890999" )AND o.expire_time < '2024-06-01' AND o.expire_time > '2022-06-01'AND o.order_status = '0'AND o.order_desc LIKE '%这是备注%';
分析过程：
- 分析可能用到的索引，order_number或者expire_time。
- 全表扫描成本分析
show TABLE status like 'product_order'; -- 查看系统文件，其中两个属性， rows（预估行数）:9907， data_length（数据大小）:1589248
全表扫描成本为：
- IO成本：在InnoDB存储引擎中，一个叶子页的大小即一次IO，一个叶子大小为16KB，所以IO成本为：(data_length/16/1024) * 1 + 微调值(默认1.1)。
- CPU成本：rows * 0.2 + 微调值（默认1.0）。
- 在本SQL中的全表扫描成本为：1589248/16/1024 * 0.1 + 1.1 + 9907 * 0.2 + 1.0 = 1993.2。
- 分析可能用到的索引下的查询成本
使用索引查询的成本为二级索引IO成本 + 回表操作的成本。
使用expire_time索引查询成本：
- 二级索引成本：如果使用到了索引且索引可以锁定某些范围也就是B+树子节点的数据范围，每有一个范围IO成本+1，因为o.expire_time < ‘2024-06-01’ AND o.expire_time > ‘2022-06-01’ 可以确定一个范围，所以IO成本为1；
- 回表成本：
- 找到数据最左边数据，然后找到最右边的数据，这个过程成本忽略不计。
- 计算范围内数据量，MySQL会进行估算（此处为2721条）。 cpu成本就为2721*0.2+0.01（微调值） = 544.21
- 每次回表是一次IO，所以IO成本为2721*1 = 2721
- 得到数据后过滤除使用索引的其他条件，这里是CPU成本，2721*0.2 = 544.2
- 使用expire_time索引查询成本为2721 + 544.21 + 544.2 = 3809.41，比全表扫描成本还高，所以不会使用这个二级索引，原因是回表的数据量高达2000+。
使用order_number索引的查询成本：
- 二级索引成本：in条件相当于三个叶子页，所以IO成本为 3;
- 回表成本：同上面逻辑 30.2+0.01（微调值） + 31 + 3*0.2 = 4.21
- 总成本 3+ 4.21 = 7.21
验证：通过explain format = json + select语句查看SQL的查询成本：7.21
{"query_block": {"select_id": 1,"cost_info": {"query_cost": "7.21"},"table": {"table_name": "o","access_type": "range","possible_keys": ["idx_number","idx_expire_time"],"key": "idx_number","used_key_parts": ["order_number"],"key_length": "34","rows_examined_per_scan": 3,"rows_produced_per_join": 0,"filtered": "1.67","index_condition": "(`my-test`.`o`.`order_number` in ('9671332','9504815','2890999'))","cost_info": {"read_cost": "7.20","eval_cost": "0.01","prefix_cost": "7.21","data_read_per_join": "54"},"used_columns": ["id","order_number","order_desc","order_status","create_time","expire_time"],"attached_condition": "((`my-test`.`o`.`expire_time` < '2024-06-01') and (`my-test`.`o`.`expire_time` > '2022-06-01') and (`my-test`.`o`.`order_status` = '0') and (`my-test`.`o`.`order_desc` like '%这是备注%'))"}}
}
总结
在使用二级索引的时候，如果需要回表，回表的成本是及其高的，所以MySQL一般会使用通过二级索引检索出来数据量少的索引，因为需要回表的数据量少，成本低。
Optimizer Trace（优化器追踪）
查看Optimizer Trace是否开启，默认关闭。
show variables like 'Optimizer Trac';-- 查看
开启Optimizer Trace，注意开启是session级别的。
set optimizer_trace 'enabled = on';
查看分析内容,会看到一个json串
select * from information_schema.OPTIMIZER_TRACE;
json串中的参数
- join_preparation:准备阶段，expanded_query:优化后的SQL语句。
- join_optimization:分析阶段，original_condition:索引处理。analyzing_range_alternatives:分析索引，查看成本
- considered_execution_plans:执行阶段
两表连接查询成本计算
两表连接查询的成本=单次查询驱动表的成本+多次查询被驱动表的成本。其中单次查询驱动表的成本称为驱动表扇出（fanout);被驱动表的查询次数取决于驱动表的扇出。
单词驱动表的删除是MySQL根据一定的算法进行猜测。因为如果驱动表的扇出可以根据驱动表的where条件确定范围，是可以计算的，如果where条件无法确定范围只能猜测。
多表连接查询成本计算
再多表连接查询时候，如果使用内连接查询多个表，可作为驱动表的表很多，而且连接顺序也很多。怎么办？
- 提前结束
如果计算的成本大于前面计算过的执行计划成本，会结束运算。
- 控制连接的深度：MySQL有一个参数可以控制连接的深度，（笼统地说就是超过多少个表就不会继续计算查询成本了）；
show variables like 'optimizer_search_depth';-- 默认62
- 启发式规则
mysql根据以往SQL经验计算查询成本。
成本计算参数
因为每个服务器的IO效率和CPU效率不同，可以通过调节来提高效率。这里的参数就是我们计算IO和CPU开销的成本计算参数。一般不建议调整，因为不了解MySQL计算成本的底层逻辑。
如果未设置，使用默认值。
select * from mysql.server_cost;
select * from mysql.engine_cost;
