問題

用戶工單疑問：相同的語句，只是最后的limit行數(shù)不同。奇怪的是，limit 10 的性能比limit 100的語句還慢約10倍。

隱藏用戶表信息，語句及結(jié)果如下

SELECT f1 , SUM(`f2`) `CNT` FROM T WHERE f1 IS NOT NULL AND f3 = '2014-05-12' GROUP BY f1 ORDER BY `CNT` DESC LIMIT 10;

執(zhí)行時(shí)間3 min 3.65 sec

SELECT f1 , SUM(`f2`) `CNT` FROM T WHERE f1 IS NOT NULL AND f3 = '2014-05-12' GROUP BY f1 ORDER BY `CNT` DESC LIMIT 100;

執(zhí)行時(shí)間1.24Sec.

性能差距非常大！

分析
MySQL Tips：追查語句執(zhí)行時(shí)最常用的方法，是通過explain來看語句的執(zhí)行計(jì)劃。 ?

更有沖擊性的效果是通過縮小范圍后，在這個(gè)數(shù)據(jù)下，limit 67和limit 68的執(zhí)行計(jì)劃相差很大。

兩個(gè)執(zhí)行計(jì)劃：

LIMIT 67
id: 1
select_type: SIMPLE
table: a
type: range
possible_keys: A,B,C
key: B
key_len: 387
ref: NULL
rows: 2555192
Extra: Using where; Using temporary; Using filesort
1 row in set (0.00 sec)

LIMIT 68
id: 1
select_type: SIMPLE
table: a
type: ref
possible_keys: A,B,C
key: A
key_len: 3
ref: const
rows: 67586
Extra: Using where; Using temporary; Using filesort
1 row in set (0.00 sec)

可以看到，兩個(gè)語句的執(zhí)行計(jì)劃不同：使用的索引不同。

MySQL Tips：explain的結(jié)果中，key表示最終使用的索引，rows表示使用這個(gè)索引需要掃描的行數(shù)，這是個(gè)估計(jì)值。

表中 索引A定義為 (f3, f4, f1, f2, f5); 索引B定義為(f1, f2, f3);

一個(gè)確認(rèn)

雖然rows是估計(jì)值，但是指導(dǎo)索引使用的依據(jù)。既然limit 68能達(dá)到rows 67586,說明在第一個(gè)語句優(yōu)化器可選結(jié)果中，也應(yīng)該有此值，為什么不會(huì)選擇索引A？
先確認(rèn)一下我們上面的這個(gè)結(jié)論。

MySQL Tips：MySQL語法中能夠用force index 來強(qiáng)行要求優(yōu)化器使用某一個(gè)索引。

Explain SELECT f1 , SUM(f2) CNT FROM t force index(A) WHERE f1 IS NOT NULL AND f3 = ‘2014-05-12' GROUP BY P ORDER BY CNT DESC LIMIT 67\G

id: 1
select_type: SIMPLE
table: a
type: ref
possible_keys:A
key: A
key_len: 3
ref: const
rows: 67586
Extra: Using where; Using temporary; Using filesort
1 row in set (0.00 sec)

順便說明，由于我們指定了force index，因此優(yōu)化器不會(huì)考慮其他索引，possible_keys里只會(huì)顯示A。我們關(guān)注的是rows:67586。這說明在limit 67語句里，使用索引A也能夠減少行掃描。

MySQL Tips：MySQL優(yōu)化器會(huì)對(duì)possiable_key中的每個(gè)可能索引都計(jì)算查詢代價(jià)，選擇最小代價(jià)的查詢計(jì)劃。

至此我們大概可以猜測，這個(gè)應(yīng)該是MySQL實(shí)現(xiàn)上的bug：沒有選擇合適的索引，導(dǎo)致使用了明顯錯(cuò)誤的執(zhí)行計(jì)劃。

MySQL Tips：MySQL的優(yōu)化器執(zhí)行期間需要依賴于表的統(tǒng)計(jì)信息，而統(tǒng)計(jì)信息是估算值，因此有可能導(dǎo)致得到的執(zhí)行計(jì)劃非最優(yōu)。

但要說明的是，上述Tip是客觀情況造成（可接受），但本例卻是例外，因此優(yōu)化器實(shí)際上可以拿到能夠作出選擇正確結(jié)果的數(shù)據(jù)(rows值)，但是最終選擇錯(cuò)誤。

原因分析

MySQL優(yōu)化器是按照查詢代價(jià)的估算值，來確定要使用的索引。計(jì)算這個(gè)估算值的過程，基本是按照“估計(jì)需要掃描的行數(shù)”來確定的。

MySQL Tips：MySQL在目前集團(tuán)主流使用的5.1和5.5版本中只能使用前綴索引。

因此，使用索引A只能用上字段f3，使用索引B只能用上字段f1。Rows即為使用了索引查到上下界，之后需要掃描的數(shù)據(jù)行數(shù)（估算值）。

上述的語句需要用到group和order by，因此執(zhí)行計(jì)劃中都有Using temporary; Using filesort。
流程上按順序先計(jì)算使用索引A的查詢代價(jià)。

之后依次計(jì)算其他possitabe_key的查詢代價(jià)。由于過程中需要排序，在得到一個(gè)暫定結(jié)果后，需要判斷是否有代價(jià)更低的排序方式(test_if_cheaper_ordering)。
與之前的大同小異，也是依靠估計(jì)掃描行數(shù)來計(jì)算代價(jià)。

在這個(gè)邏輯的實(shí)現(xiàn)過程中，存在一個(gè)bug：在估計(jì)當(dāng)前索引的區(qū)分度的時(shí)候，沒有考慮到前綴索引。

即：假設(shè)表中有50w行數(shù)據(jù)，索引B(f1,f2,f3)，則計(jì)算索引區(qū)分度時(shí)，需要根據(jù)能夠用上的前綴部分來確定。比如f1有1000個(gè)不同的值，則平均每個(gè)key值上的記錄數(shù)為500.如(f1,f2)有10000個(gè)同的值，則平均每個(gè)組合key上的記錄數(shù)為50，若(f1,f2,f3)有50w個(gè)不同的值，則平均每個(gè)組合key上的記錄數(shù)為1。

MySQL Tips：每個(gè)key上的記錄數(shù)越少，說明使用該索引查詢時(shí)效率最高。對(duì)應(yīng)于show index from tbl 輸出結(jié)果中的Cardinality值越大。

在這個(gè)case下，索引B只能使用f1做前綴索引，但是在計(jì)算單key上的行平均值時(shí)用的是(f1,f2,f3)，這就導(dǎo)致估算用索引B估算的時(shí)候，得到的代價(jià)偏小。導(dǎo)致誤選。

回到問題本身

1、 為什么limit值大的時(shí)候反而選對(duì)了呢？
這是因?yàn)樵谟?jì)算B的查詢代價(jià)時(shí)，查詢需要返回的行數(shù)limit_rows也參與乘積，若limit值較大，則計(jì)算出來的B的代價(jià)就會(huì)更大，反而會(huì)由于代價(jià)。值超過A，而導(dǎo)致優(yōu)化器最終選擇A。

2、 這個(gè)表有50w行數(shù)就，為什么limit相差為就差別這么大？
這與語句本身有關(guān)。這個(gè)語句中有g(shù)roup by，這就意味著每多l(xiāng)imit一個(gè)值，實(shí)際上需要掃描更多的行N。 這里N為“表的總行數(shù)”/“表中不同的f2值”。
也就是說這個(gè)語句使得這個(gè)bug有放大作用。

解決方案

分析清楚后解決方法就比較簡單了，修改代碼邏輯，在執(zhí)行test_if_cheaper_ordering過程中，改用字段f1的區(qū)分度來計(jì)算即可。