对复杂的且数据量大的数据库业务系统,业务查询用到视图多是10多张表联查,和需要CTE处理数据库系统怎么优化。

业务系统中,多用存储过程,其中有用到临时表,不过存储过程是用来做报表查询的,报表相关的功能相对来说用的比较少,但是视图用的比较多,实际业务中,很多表都是关联的,界面展示的数据往往是少说2,3个表关联,多了10几个表关联,还存在大量视图嵌套的视图表,且数据量庞大,有些表数据还要特殊处理,例如,一个表中存了某个卷号多个道次的数据,需要取道次最大的数据,这个表有非常多不同的卷,就需要用窗口函数和CTE 处理在联查,这时候数据库怎么优化比较好呢

1. 索引优化

  • 创建适合的索引:当涉及多表关联和复杂查询时,合理的索引设计是提升性能的关键。确保主键、外键、以及常用于联查和过滤的字段都有合适的索引。
  • 组合索引:对于经常一起使用的多个查询条件,可以创建组合索引(复合索引),这样查询时可以直接通过组合索引查找到数据,减少多次查找和联表扫描的时间。
  • 覆盖索引:在某些查询中,如果能够设计覆盖索引(索引包含了查询涉及的所有字段),可以减少对数据表的访问,大幅提高查询效率。

2. 临时表和CTE的使用

  • 临时表优化:尽量减少复杂联表查询使用临时表的次数,临时表会消耗内存和I/O资源。如果必须使用临时表,确保在表中增加索引,尤其是主键和需要用于连接和过滤的列。
  • CTE(公共表表达式)优化:CTE 可以在一定程度上替代临时表进行复杂查询的处理,但在 MySQL 中,CTE 是不缓存的,每次查询都会重新计算。对于高频执行的查询,可以考虑将 CTE 的结果存入物化视图,提升性能。
  • 优化窗口函数:窗口函数可以简化复杂的查询逻辑,但在大表上执行窗口函数会产生较大的计算开销。确保涉及的列有索引,避免全表扫描,必要时可以通过分区等方式减少数据量。

3. 视图嵌套的视图优化

3.1 嵌套视图的性能考虑

  • 当多个视图互相嵌套时,需要注意性能问题。如果视图之间的联接涉及大量数据,并且使用了复杂的查询操作(如 GROUP BY、DISTINCT、ORDER BY),可能会对性能产生较大影响。这时应考虑:
  • 使用 MERGE 算法:如果视图间的联接是简单查询,尽量使用 MERGE 算法,减少中间结果的创建。
    避免过度嵌套:尽量避免过度嵌套视图,因为每次查询可能会多次执行相同的 SQL 语句,影响性能。
  • 使用适当的索引:确保基础表上有合适的索引,帮助提高查询效率。

3.2. 视图之间的联接配置要点

  • 选择合适的算法:在视图联接时,MERGE 算法适合简单查询,TEMPTABLE 适合复杂查询,UNDEFINED 由 MySQL 自动选择。
  • 安全性管理:对于涉及多个视图和用户访问权限的场景,可以设置 DEFINER 或 INVOKER 来控制权限。确保每个视图都根据业务需求进行合适的权限控制。
  • 检查选项:如果视图中涉及插入或更新操作,并且多个视图互相关联,考虑使用 CASCADED 或 LOCAL 检查选项来确保数据一致性。

4. 查询计划和执行计划分析

  • 使用 EXPLAIN 分析查询的执行计划,了解查询中是否有全表扫描、索引未命中等问题。根据执行计划的反馈,调整索引、重构查询,或者拆分成多个步骤执行,避免性能瓶颈。

5. 视图的优化

  • 视图在展示数据时的确可以简化 SQL,但复杂的视图层层嵌套可能导致性能问题。避免过多的视图嵌套,尽量使用基础表进行查询。如果视图使用频繁,可以考虑将结果缓存。
  • 对于视图中的复杂查询,考虑将其优化为物化视图或定时任务生成的预计算表,尤其是当查询结果变化不频繁时,这样可以避免每次查询都进行大量计算。

6. InnoDB 引擎优化

  • innodb_buffer_pool_size:确保足够大的缓冲池来缓存表和索引。对于频繁使用的表和视图,尽量保持它们在内存中,减少磁盘 I/O。
  • innodb_flush_log_at_trx_commit:对于报表功能,可以将其设置为 2,这样可以提升写入性能,减少磁盘操作。

7. 分区表的使用

  • 对于数据量特别大的表,尤其是涉及卷号、道次等大量不同数据的表,考虑使用分区表(基于日期、范围、列表等),将数据分散存储以提升查询性能。

8. 缓存层的引入

  • 如果业务允许,使用缓存层(如 Redis)存储高频查询的结果,将复杂查询的结果直接返回给用户,避免重复计算和大规模的数据联查。

通过索引设计、查询结构优化、使用缓存、以及合理分配内存资源等方法,可以显著提升 MySQL 处理复杂联查和窗口函数的性能。