MySQL Hints：控制查询优化器的选择

2024-06-05 14:08:21 浏览数 (1)

一、什么是MySQL Hints

MySQL Hints是一组特殊的注释或指令，可以直接嵌入到SQL查询中，以改变MySQL优化器的默认行为。这些Hints通常被用于解决性能问题，或者当开发者比优化器更了解数据分布和查询特性时，来指导优化器选择更好的查询计划。

二、为什么需要使用Hints

  1. 性能调优：在某些复杂的查询场景下，优化器可能无法自动选择最优的执行计划。通过Hints，我们可以手动指定一些执行策略，从而提升查询性能。
  2. 控制执行计划：当数据库中的数据分布或表结构发生变化时，优化器可能会选择不同的执行计划。使用Hints可以确保查询的稳定性，即使在数据或表结构发生变化时，也能保持相同的执行计划。
  3. 解决特定问题：有时，我们可能会遇到一些特定的问题，如索引选择不当、连接顺序不佳等。Hints提供了一种快速解决问题的方法，而无需更改表结构或重写查询。

三、如何使用Hints

Hints是通过在SQL语句前添加特殊格式的注释来使用的。通常的格式是/* HintName(parameters) */。这些Hints只对紧跟其后的SQL语句有效，并且不会影响其他查询。以下是如何在SQL语句中使用Hints的详细步骤：

1. 确定需要使用的Hint

首先，你需要确定你想要使用的Hint。这通常基于你对查询性能的分析和对MySQL优化器行为的理解。例如，如果你发现优化器没有选择你认为最优的索引，你可能会想要使用FORCE INDEX或IGNORE INDEX等Hints。

2. 编写Hint注释

在SQL语句之前，你需要添加一个特殊格式的注释来包含你的Hint。这个注释的格式是/* HintName(parameters) */，其中HintName是你想要使用的Hint的名称，parameters是该Hint所需的任何参数。

例如，如果你想要强制优化器使用特定的索引，可以这样写：

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/*  FORCE INDEX(table_name idx_name) */

在这里，table_name是你想要应用Hint的表的名称，而idx_name是你想要强制优化器使用的索引的名称。

3. 将Hint注释与SQL语句结合

一旦你编写了Hint注释，你需要将它放在SQL语句之前，并确保它们之间没有换行或其他字符。这样，优化器就能识别并应用你的Hint。

一个完整的带有Hint的SQL查询像这样：

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/*  FORCE INDEX(my_table my_index) */ SELECT * FROM my_table WHERE my_column = 'value';

在这个例子中，FORCE INDEX Hint告诉优化器在执行查询时强制使用my_table上的my_index索引。

4. 测试和验证

在应用了Hint之后，你应该测试查询以确保Hint产生了预期的效果。你可以使用EXPLAIN语句来查看查询的执行计划，并确认优化器是否按照你的Hint来执行查询。

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EXPLAIN /*  FORCE INDEX(my_table my_index) */ SELECT * FROM my_table WHERE my_column = 'value';

这将显示查询的执行计划，并允许你验证FORCE INDEX Hint是否已被正确应用。

语法说明

值得注意的是，/* … */ 这种注释语法是Oracle数据库中的一种标准方式来提供优化器hints，但在MySQL中，这种语法并不是官方的。在MySQL中，你通常不需要使用特殊的注释语法来提供FORCE INDEX hint。相反，你可以直接在查询中使用它，如下所示：

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SELECT * FROM my_table FORCE INDEX (my_index) WHERE my_column = 'value';

FORCE INDEX (my_index) 直接与SELECT语句结合，告诉MySQL优化器在执行查询时强制使用my_index索引。这是MySQL支持的标准语法，而不需要使用特殊的注释格式。

总结来说，FORCE INDEX 必须与查询语句一起使用，而不是作为一个独立的语句执行。在MySQL中，你不需要使用/* … */注释语法来提供这个hint，而是可以直接在查询中指定。如果你在使用其他数据库系统（如Oracle），那么可能需要使用该系统的特定注释语法来提供优化器hints。

四、常用的MySQL Hints

以下是对一些常用的MySQL Hints的详细介绍以及相应的代码：

1. USE INDEX 和 FORCE INDEX

这两个Hints用于指定查询时要使用的索引。USE INDEX是建议性的，而FORCE INDEX更为强制。

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-- USE INDEX 示例
SELECT * FROM users USE INDEX (idx_age) WHERE age > 30;

-- FORCE INDEX 示例
SELECT * FROM users FORCE INDEX (idx_age) WHERE age > 30;

在上述示例中，我们指示MySQL在查询users表时优先使用idx_age索引。

2. IGNORE INDEX

这个Hint用于指示MySQL在查询时忽略指定的索引。

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SELECT * FROM users IGNORE INDEX (idx_age) WHERE name = 'John Doe';

在这个示例中，我们告诉MySQL在执行查询时忽略idx_age索引。

3. STRAIGHT_JOIN

STRAIGHT_JOIN用于强制MySQL按照指定的表顺序进行JOIN操作，而不是由优化器自动选择。

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SELECT * FROM users STRAIGHT_JOIN orders ON users.id = orders.user_id;

在这个示例中，我们强制MySQL先扫描users表，然后再与orders表进行JOIN。

4. SQL_NO_CACHE

这个Hint用于指示MySQL不使用查询缓存，确保每次查询都直接访问数据库。

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SELECT SQL_NO_CACHE * FROM users WHERE age > 30;

在这个示例中，我们确保查询结果不是从缓存中获取的，而是直接查询数据库。

5. INDEX_MERGE 和 NO_INDEX_MERGE

这两个Hints影响优化器是否使用索引合并策略。

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-- INDEX_MERGE 示例（鼓励使用索引合并）
SELECT * FROM users INDEX_MERGE (idx_age, idx_name) WHERE age = 30 OR name = 'John Doe';

-- NO_INDEX_MERGE 示例（阻止使用索引合并）
SELECT * FROM users NO_INDEX_MERGE WHERE age = 30 OR name = 'John Doe';

在INDEX_MERGE示例中，我们鼓励优化器考虑合并idx_age和idx_name索引来加速查询。在NO_INDEX_MERGE示例中，我们阻止优化器使用索引合并。

6. JOIN_FIXED_ORDER
  • 作用：强制MySQL按照查询中指定的表顺序进行JOIN操作，不进行顺序的优化调整。
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SELECT * FROM table1 JOIN_FIXED_ORDER JOIN table2 ON table1.id = table2.table1_id;
7. BLOCK_NESTED_LOOP, BATCHED_KEY_ACCESS, NO_BNL, 和 NO_BKA
  • 这些Hints影响JOIN操作的执行策略。
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-- BLOCK_NESTED_LOOP 示例
SELECT * FROM users a BLOCK_NESTED_LOOP JOIN orders b ON a.id = b.user_id;

-- BATCHED_KEY_ACCESS 示例
SELECT * FROM users a BATCHED_KEY_ACCESS JOIN orders b ON a.id = b.user_id;

-- NO_BNL 示例
SELECT * FROM users a NO_BNL JOIN orders b ON a.id = b.user_id;

-- NO_BKA 示例
SELECT * FROM users a NO_BKA JOIN orders b ON a.id = b.user_id;
8. MRR 和 NO_MRR
  • MRR 作用：鼓励优化器使用多范围读取优化。
  • NO_MRR 作用：阻止优化器使用多范围读取优化。
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-- MRR 示例
SELECT * FROM users WHERE id IN (1, 3, 5) PROCEDURE ANALYSE() MRR;

-- NO_MRR 示例
SELECT * FROM users WHERE id IN (1, 3, 5) PROCEDURE ANALYSE() NO_MRR;

注意：PROCEDURE ANALYSE() 是一个诊断过程，通常与 MRR 和 NO_MRR 一起使用来分析和优化查询，但它在实际应用中并不常见。

9. FILESORT 和 NO_FILESORT
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-- 强制使用文件排序
SELECT * FROM users ORDER BY age FILESORT;

-- 阻止使用文件排序（尽管这通常不是推荐的，因为优化器通常会选择最佳方法）
SELECT * FROM users ORDER BY age NO_FILESORT;
10. SUBQUERY 和 NO_SUBQUERY
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-- 鼓励优化器保留子查询
SELECT * FROM users WHERE id IN (SELECT user_id FROM orders WHERE amount > 100) SUBQUERY;

-- 鼓励优化器不使用子查询，可能转换为JOIN操作
SELECT * FROM users WHERE id IN (SELECT user_id FROM orders WHERE amount > 100) NO_SUBQUERY;
11. DERIVED_MERGE 和 NO_DERIVED_MERGE
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-- 鼓励优化器合并派生表
SELECT * FROM (SELECT * FROM users WHERE age > 25) AS derived1 DERIVED_MERGE JOIN orders ON derived1.id = orders.user_id;

-- 阻止优化器合并派生表
SELECT * FROM (SELECT * FROM users WHERE age > 25) AS derived1 NO_DERIVED_MERGE JOIN orders ON derived1.id = orders.user_id;

优化器的Hints是MySQL中一种特殊的注释语法，用于向查询优化器提供关于如何执行SQL查询的建议或指令。这些Hints为开发者提供了一种机制，以便在必要时能够更精细地控制查询的执行计划，尤其是在优化器自动选择的计划不是最优的情况下。

五、优化器Hints与optimizer_switch的区别

  • optimizer_switch：这是一个系统变量，通过它可以开启或关闭某些优化器的特性或策略。改变这个变量会影响所有后续的查询执行。因此，如果你需要对不同的查询应用不同的优化策略，你需要在每个查询之前更改optimizer_switch，这在实际操作中可能会很不方便。
  • 优化器Hints：与optimizer_switch不同，优化器Hints允许你在单个SQL语句中指定优化策略。这种方法提供了更精细的控制，因为你可以针对每个查询或查询中的特定表指定不同的优化策略。此外，语句中的Hints会覆盖optimizer_switch的设置。

六、使用Hints的注意事项

  1. 谨慎使用：过度或不当地使用Hints可能会导致性能下降，因为它们可能会覆盖优化器的智能决策。
  2. 测试和验证：在应用Hints之前和之后，都要对查询性能进行彻底的测试，以确保它们确实带来了预期的提升。
  3. 版本兼容性：不是所有的MySQL版本都支持所有的Hints，因此在使用前要检查你的MySQL版本是否支持所需的Hints。
  4. 可维护性：在SQL查询中嵌入Hints可能会降低代码的可读性和可维护性。确保团队成员都了解并同意使用这些Hints。
  5. 监控和调优：即使使用了Hints，也应该定期监控查询性能，并根据需要进行调整。

七、结语

MySQL Hints是一种强大的工具，可以帮助我们解决复杂的查询性能问题。然而，它们应该谨慎使用，并且总是与彻底的测试和验证相结合。通过正确使用Hints，我们可以引导MySQL优化器做出更明智的决策，从而提高数据库查询的性能和稳定性。

参考: https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/controlling-optimizer.html

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