MySQL高级讲座篇之：如何利用MySQL的`Optimizer`提示，精确控制查询执行计划？

各位朋友，大家好！我是你们的老朋友，今天咱们来聊聊MySQL里一个特别有意思，但又常常被人忽略的家伙——Optimizer 提示（Optimizer Hints）。这玩意儿就像武侠小说里的暗器，用好了能四两拨千斤，让你的查询效率嗖嗖地往上涨；用不好嘛，嘿嘿，那就等着被它反噬吧！

咱们今天就深入浅出地剖析一下，如何利用这些 Optimizer 提示，精准地控制MySQL的查询执行计划，让数据库乖乖听你的话！

一、啥是Optimizer Hints？它能干啥？

简单来说，Optimizer Hints 就是你给MySQL优化器下达的“指令”。MySQL的优化器很聪明，但有时候它也会犯迷糊，选出一些效率不高的执行计划。这时候，你就可以通过 Hints 来“指导”它，让它按照你的意愿来执行查询。

Optimizer Hints 的主要作用包括：

• 指定索引： 强制使用或忽略特定的索引。
• 选择连接顺序： 控制多个表连接时的连接顺序。
• 选择连接算法： 指定使用哪种连接算法（例如：NESTED LOOP、HASH JOIN、MERGE JOIN）。
• 影响优化器的行为： 例如，控制是否启用某些优化策略。

用大白话讲，就是你想让MySQL用哪条路走，用什么姿势走，都由你说了算！

二、常用的Optimizer Hints及其用法

MySQL提供了非常多的 Hints，但常用的也就那么几个。咱们先来认识一下这些“老朋友”。

1. USE INDEX (index_list) 和 IGNORE INDEX (index_list)

   这两个 Hints 是最常用的，用来告诉MySQL使用或忽略指定的索引。

   • USE INDEX： 强制MySQL使用指定的索引。如果你确定某个索引的效率最高，就可以用它来“钦定”。

     SELECT * FROM orders USE INDEX (order_date_idx) WHERE order_date > '2023-01-01';

     这里，我们强制MySQL使用 order_date_idx 索引来查找订单日期大于 ‘2023-01-01’ 的订单。

   • IGNORE INDEX： 告诉MySQL不要使用指定的索引。有时候，MySQL会错误地选择一个效率不高的索引，这时就可以用它来“屏蔽”。

     SELECT * FROM orders IGNORE INDEX (customer_id_idx) WHERE order_date > '2023-01-01';

     这里，我们告诉MySQL不要使用 customer_id_idx 索引。

   注意事项：

   • index_list 可以是单个索引名，也可以是用逗号分隔的多个索引名。
   • USE INDEX 只是建议，MySQL不一定会采纳。如果MySQL认为使用其他索引更好，它仍然可能会选择其他索引。
   • IGNORE INDEX 则具有更强的约束力，MySQL通常会遵守。

2. FORCE INDEX (index_list)

   这个 Hint 比 USE INDEX 更强硬，它会强制MySQL使用指定的索引，除非MySQL实在无法使用（例如，索引不存在）。

   SELECT * FROM orders FORCE INDEX (order_date_idx) WHERE order_date > '2023-01-01';

   这个例子与 USE INDEX 类似，但 FORCE INDEX 会更坚定地让MySQL使用 order_date_idx 索引。

   注意事项：

   • 使用 FORCE INDEX 要谨慎，确保你指定的索引确实是最佳选择。如果使用不当，可能会适得其反。

3. STRAIGHT_JOIN

   这个 Hint 用于控制多个表连接时的连接顺序。默认情况下，MySQL会根据自身的优化策略来决定连接顺序。但有时候，MySQL的选择可能不是最优的。使用 STRAIGHT_JOIN 可以强制MySQL按照你指定的顺序来连接表。

   SELECT *
   FROM customers STRAIGHT_JOIN orders ON customers.customer_id = orders.customer_id
   JOIN products ON orders.product_id = products.product_id;

   在这个例子中，我们强制MySQL先连接 customers 和 orders 表，然后再连接 products 表。

   注意事项：

   • STRAIGHT_JOIN 只能用于 JOIN 语句中，不能用于 WHERE 子句中的连接条件。
   • 使用 STRAIGHT_JOIN 时，要仔细考虑连接顺序，确保你的顺序是合理的。

4. SQL_SMALL_RESULT 和 SQL_BIG_RESULT

   这两个 Hints 用于告诉MySQL结果集的大小。

   • SQL_SMALL_RESULT： 告诉MySQL结果集很小，可以使用内存排序等优化策略。

     SELECT SQL_SMALL_RESULT * FROM orders GROUP BY customer_id;

   • SQL_BIG_RESULT： 告诉MySQL结果集很大，应该使用磁盘排序等策略。

     SELECT SQL_BIG_RESULT * FROM orders ORDER BY order_date DESC;

   注意事项：

   • 这两个 Hints 对优化器的影响比较微妙，不一定总是有效。
   • 通常情况下，MySQL会自动判断结果集的大小，不需要手动指定。

5. MAX_EXECUTION_TIME(N)

   这个 Hint 用于设置查询的最大执行时间，单位是毫秒。如果查询执行时间超过了这个限制，MySQL会自动终止查询。

   SELECT /*+ MAX_EXECUTION_TIME(1000) */ * FROM orders WHERE order_date < '2020-01-01';

   这个例子中，我们设置查询的最大执行时间为1000毫秒。

   注意事项：

   • MAX_EXECUTION_TIME 可以防止一些失控的查询长时间占用资源。

6. SET_VAR(variable = value)

   这个 Hint 允许你在查询级别设置一些系统变量。

   SELECT /*+ SET_VAR(sort_buffer_size = 1048576) */ * FROM orders ORDER BY order_date DESC;

   这个例子中，我们设置 sort_buffer_size 为 1MB，用于优化排序操作。

   注意事项：

   • 使用 SET_VAR 要小心，某些系统变量可能会影响整个MySQL服务器的性能。

三、Optimizer Hints的语法

Optimizer Hints 的语法很简单，通常放在 SELECT 关键字后面，用 /*+ ... */ 包裹起来。

SELECT /*+ hint1 hint2 hint3 ... */ column1, column2 FROM table_name WHERE condition;

• hint1, hint2, hint3 是不同的 Optimizer Hints，可以同时使用多个 Hints。
• Hints 之间用空格分隔。

四、使用Optimizer Hints的注意事项

虽然 Optimizer Hints 功能强大，但使用不当可能会导致更糟糕的性能。因此，在使用 Hints 时，需要注意以下几点：

1. 不要过度使用： 只有在确定MySQL优化器选择的执行计划不是最优的情况下，才应该使用 Hints。过度使用 Hints 可能会限制优化器的灵活性，导致性能下降。

2. 了解你的数据： 在使用 Hints 之前，要充分了解你的数据分布、索引情况等。只有了解了这些信息，才能做出正确的判断。

3. 测试和验证： 在生产环境中使用 Hints 之前，一定要在测试环境中进行充分的测试和验证。确保你的 Hints 确实能够提高查询效率。

4. 定期检查： 随着数据的变化，原来的 Hints 可能不再适用。因此，要定期检查你的 Hints，并根据实际情况进行调整。

5. 使用EXPLAIN分析： 在使用 Hints 前后，都要使用 EXPLAIN 命令来分析查询执行计划，看看 Hints 是否真的起作用。

五、实战案例：优化慢查询

咱们来结合一个实际的例子，看看如何利用 Optimizer Hints 来优化一个慢查询。

假设我们有一个 orders 表，包含以下字段：

• order_id：订单ID
• customer_id：客户ID
• order_date：订单日期
• product_id：产品ID
• quantity：数量

现在，我们需要查询某个客户在特定时间段内的订单总数。

SELECT COUNT(*)
FROM orders
WHERE customer_id = 123
  AND order_date BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-03-31';

如果这个查询执行速度很慢，我们可以尝试使用 Optimizer Hints 来优化它。

1. 分析执行计划： 首先，我们使用 EXPLAIN 命令来分析查询执行计划。

   EXPLAIN SELECT COUNT(*)
   FROM orders
   WHERE customer_id = 123
     AND order_date BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-03-31';

   通过分析执行计划，我们可以看到MySQL使用了哪个索引，以及扫描了多少行数据。

2. 选择合适的索引： 如果MySQL没有使用 customer_id 和 order_date 的组合索引，我们可以尝试创建一个组合索引。

   CREATE INDEX customer_order_idx ON orders (customer_id, order_date);

3. 使用 USE INDEX 提示： 如果创建了组合索引后，MySQL仍然没有使用它，我们可以使用 USE INDEX 提示来强制MySQL使用它。

   SELECT /*+ USE INDEX (customer_order_idx) */ COUNT(*)
   FROM orders
   WHERE customer_id = 123
     AND order_date BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-03-31';

4. 再次分析执行计划： 再次使用 EXPLAIN 命令来分析查询执行计划，看看 USE INDEX 提示是否起作用。

   EXPLAIN SELECT /*+ USE INDEX (customer_order_idx) */ COUNT(*)
   FROM orders
   WHERE customer_id = 123
     AND order_date BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-03-31';

   如果MySQL使用了 customer_order_idx 索引，并且扫描的行数明显减少，那么说明我们的优化是有效的。

六、总结

Optimizer Hints 是一个强大的工具，可以帮助你更好地控制MySQL的查询执行计划，提高查询效率。但是，使用 Hints 需要谨慎，要充分了解你的数据和查询，并在测试环境中进行充分的测试和验证。

希望今天的讲座能对大家有所帮助。记住，Optimizer Hints 就像一把双刃剑，用好了能披荆斩棘，用不好可能会伤到自己。所以，在使用之前一定要三思而后行！

七、附录：Optimizer Hints 列表

Hint Name	Description
USE INDEX (index_list)	建议MySQL使用指定的索引。
IGNORE INDEX (index_list)	告诉MySQL不要使用指定的索引。
FORCE INDEX (index_list)	强制MySQL使用指定的索引。
STRAIGHT_JOIN	强制MySQL按照指定的顺序连接表。
SQL_SMALL_RESULT	告诉MySQL结果集很小，可以使用内存排序等优化策略。
SQL_BIG_RESULT	告诉MySQL结果集很大，应该使用磁盘排序等策略。
MAX_EXECUTION_TIME(N)	设置查询的最大执行时间，单位是毫秒。
SET_VAR(variable = value)	允许你在查询级别设置一些系统变量。
NO_RANGE_OPTIMIZATION	禁用范围查询优化。
MERGE	尝试将视图合并到查询中。
NO_MERGE	阻止将视图合并到查询中。
QB_NAME(name)	给查询块指定一个名称，用于在其他 Hints 中引用该查询块。
JOIN_ORDER(...)	指定连接顺序，类似于 STRAIGHT_JOIN，但可以更灵活地指定多个表的连接顺序。
JOIN_FIXED_ORDER	强制按照查询中出现的表顺序进行连接。
HASH_JOIN	提示优化器使用哈希连接。
NO_HASH_JOIN	禁止优化器使用哈希连接。
MERGE_JOIN	提示优化器使用归并连接。
NO_MERGE_JOIN	禁止优化器使用归并连接。
BNL_JOIN	提示优化器使用块嵌套循环连接。
NO_BNL_JOIN	禁止优化器使用块嵌套循环连接。

希望这个列表能帮助你更好地了解MySQL的 Optimizer Hints。

好了，今天的分享就到这里。咱们下次再见！