MySQL优化器，如何提升查询性能？

MySQL优化器原理与工作机制

MySQL优化器是MySQL数据库中的一个重要组件，主要负责解析和优化SQL查询语句，以最小的代价执行查询并返回结果，其核心任务是通过一系列算法和策略生成最优的查询执行计划，从而减少磁盘I/O操作，提高查询性能。

模块功能

1、准备阶段：包括名称识别、语义检查和初级语义变换，名称识别主要是补全表名和库名；语义检查通过数据字典确认表名是否存在；初级语义变换则将一些外连接转换为内连接，子查询EXIST转换为IN等。

2、逻辑变换：在关系代数基础上进行变换，目的是化简表达式，同时保证前后结果一致，包括否定消除、等值常量传递和常量表达式计算等，这些变换有助于简化查询结构，为后续代价优化做准备。

3、代价优化准备：确定每个表是否应用索引、应用哪个索引以及多表连接的顺序等问题，代价优化的目标是找到一种代价最小的方法来执行查询，这包括采用哪种索引、确定JOIN顺序和子查询的执行策略等。

4、生成查询计划：根据代价模型和统计信息，生成多个执行计划并进行代价估算和比较，最终选择代价最小的执行计划，查询计划通常是一个树形结构，每个节点代表一个执行操作，包含估算的代价和执行顺序等信息。

优化过程详解

1、解析查询语句：优化器首先会解析查询语句，识别查询的表、列、条件等信息。

2、分析查询：根据查询语句的结构和表的索引等信息，选择最优的执行计划，这个过程包括选择最优的索引、确定连接方式（如使用JOIN或UNION）、确定操作类型（如聚合函数或排序）以及确定执行顺序等。

3、生成查询计划：根据查询优化的结果，生成一份详细的查询执行计划，执行计划通常是一个树形结构，每个节点代表一个执行操作，包括表的扫描、索引的扫描、排序、聚合等。

4、执行查询：MySQL按照生成的执行计划树的要求，计算得出结果。

优化算法与策略

MySQL优化器采用多种算法和策略来生成最优的查询执行计划，包括动态规划、贪心算法和启发式算法等，这些算法帮助优化器在众多可能的执行计划中找到代价最小的那一个。

配置与调优

MySQL优化器可以通过多种方式进行配置和调优，以提高查询性能，可以使用optimizer_switch系统变量来启用或禁用特定的优化规则；还可以使用optimizer_prune_level变量来控制启发式剪枝的程度，还可以通过设置索引提示和优化器提示来影响查询优化器的决策过程。

MySQL优化器通过复杂的解析、变换和代价估算过程，生成最优的查询执行计划，从而提高查询性能并减少I/O操作，理解MySQL优化器的工作原理有助于更好地编写SQL语句和进行数据库调优，随着MySQL版本的不断更新，优化器的功能和性能也在不断提升，为用户提供了更加高效和灵活的数据检索能力。

FAQs

1、为什么加了索引字段最后还是全表扫描？

尽管添加了索引，但在某些情况下，MySQL优化器仍可能选择全表扫描而不是使用索引，这可能是因为优化器认为全表扫描的代价比使用索引更低，或者因为索引无法覆盖查询所需的所有列，如果查询条件中的列值非常分散，也可能导致索引失效。

2、为什么一个字段存在于多个索引中时，最后选择了索引A而不是索引B？

当一个字段存在于多个索引中时，MySQL优化器会根据代价模型和统计信息来选择代价最小的那个索引，这取决于索引的选择性（即索引中不同值的数量占总行数的比例）、索引的大小以及索引的维护成本等因素，如果索引A的选择性和覆盖性都比索引B好，那么优化器更有可能选择索引A。