數據量很大,分頁查詢很慢,推薦個優化方案!

2021-02-24 Java後端技術

當需要從資料庫查詢的表有上萬條記錄的時候,一次性查詢所有結果會變得很慢,特別是隨著數據量的增加特別明顯,這時需要使用分頁查詢。對於資料庫分頁查詢,也有很多種方法和優化的點。下面簡單說一下我知道的一些方法。

準備工作

為了對下面列舉的一些優化進行測試,下面針對已有的一張表進行說明。

主要欄位:unsigned int id,tinyint(4) int type欄位情況:該表一共37個欄位,不包含text等大型數據,最大為varchar(500),id欄位為索引,且為遞增。MySQL版本:5.7.16線下找一張百萬級的測試表可不容易,如果需要自己測試的話,可以寫shell腳本什麼的插入數據進行測試。以下的 sql 所有語句執行的環境沒有發生改變,下面是基本測試結果:
select count(*) from orders_history;

返回結果:5709294

三次查詢時間分別為:

一般分頁查詢

一般的分頁查詢使用簡單的 limit 子句就可以實現。limit 子句聲明如下:

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

LIMIT 子句可以被用於指定 SELECT 語句返回的記錄數。需注意以下幾點:

第一個參數指定第一個返回記錄行的偏移量,注意從0開始第二個參數為 -1 表示檢索從某一個偏移量到記錄集的結束所有的記錄行

下面是一個應用實例:

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

該條語句將會從表 orders_history 中查詢offset: 1000開始之後的10條數據,也就是第1001條到第1010條數據(1001 <= id <= 1010)。

數據表中的記錄默認使用主鍵(一般為id)排序,上面的結果相當於:

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

三次查詢時間分別為:

針對這種查詢方式,下面測試查詢記錄量對時間的影響:

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;

三次查詢時間如下:

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

另外我還做了十來次查詢,從查詢時間來看,基本可以確定,在查詢記錄量低於100時,查詢時間基本沒有差距,隨著查詢記錄量越來越大,所花費的時間也會越來越多。


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

隨著查詢偏移的增大,尤其查詢偏移大於10萬以後,查詢時間急劇增加。

這種分頁查詢方式會從資料庫第一條記錄開始掃描,所以越往後,查詢速度越慢,而且查詢的數據越多,也會拖慢總查詢速度。

使用子查詢優化

這種方式先定位偏移位置的 id,然後往後查詢,這種方式適用於 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:

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3條語句和第4條語句:得益於 select id 速度增加,第3條語句查詢速度增加了3倍

這種方式相較於原始一般的查詢方法,將會增快數倍。

使用 id 限定優化

這種方式假設數據表的id是連續遞增的,則我們根據查詢的頁數和查詢的記錄數可以算出查詢的id的範圍,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化查詢速度,基本能夠在幾十毫秒之內完成。限制是只能使用於明確知道id的情況,不過一般建立表的時候,都會添加基本的id欄位,這為分頁查詢帶來很多便利。

還可以有另外一種寫法:

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

當然還可以使用 in 的方式來進行查詢,這種方式經常用在多表關聯的時候進行查詢,使用其他表查詢的id集合,來進行查詢:

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

這種 in 查詢的方式要注意:某些 mysql 版本不支持在 in 子句中使用 limit。

使用臨時表優化

這種方式已經不屬於查詢優化,這兒附帶提一下。

對於使用 id 限定優化中的問題,需要 id 是連續遞增的,但是在一些場景下,比如使用歷史表的時候,或者出現過數據缺失問題時,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來進行 in 查詢。這樣能夠極大的提高傳統的分頁查詢速度,尤其是數據量上千萬的時候。

關於數據表的id說明

一般情況下,在資料庫中建立表的時候,強制為每一張表添加 id 遞增欄位,這樣方便查詢。

如果像是訂單庫等數據量非常龐大,一般會進行分庫分表。這個時候不建議使用資料庫的 id 作為唯一標識,而應該使用分布式的高並發唯一 id 生成器來生成,並在數據表中使用另外的欄位來存儲這個唯一標識。

使用先使用範圍查詢定位 id (或者索引),然後再使用索引進行定位數據,能夠提高好幾倍查詢速度。即先 select id,然後再 select *;

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