SQL 性能调优
本文档介绍一些导致 SQL 语句变慢的常见原因以及调优 SQL 性能的技巧。
在开始之前
你可以使用 tiup demo import 来准备数据：
tiup demo bookshop prepare --host 127.0.0.1 --port 4000 --books 1000000
或者 使用 TiDB Cloud 的 Import 功能 导入预先准备好的示例数据。
问题：全表扫描
导致 SQL 查询变慢的最常见原因是 SELECT 语句执行了全表扫描或使用了不正确的索引。
当 TiDB 根据非主键列或二级索引中的列，从一个大型表中检索少量行时，性能通常较差：
SELECT * FROM books WHERE title = 'Marian Yost';
+------------+-------------+-----------------------+---------------------+-------+--------+
| id | title | type | published_at | stock | price |
+------------+-------------+-----------------------+---------------------+-------+--------+
| 65670536 | Marian Yost | Arts | 1950-04-09 06:28:58 | 542 | 435.01 |
| 1164070689 | Marian Yost | Education & Reference | 1916-05-27 12:15:35 | 216 | 328.18 |
| 1414277591 | Marian Yost | Arts | 1932-06-15 09:18:14 | 303 | 496.52 |
| 2305318593 | Marian Yost | Arts | 2000-08-15 19:40:58 | 398 | 402.90 |
| 2638226326 | Marian Yost | Sports | 1952-04-02 12:40:37 | 191 | 174.64 |
+------------+-------------+-----------------------+---------------------+-------+--------+
5 rows in set
Time: 0.582s
要理解为何此查询较慢，可以使用 EXPLAIN 查看执行计划：
EXPLAIN SELECT * FROM books WHERE title = 'Marian Yost';
+---------------------+------------+-----------+---------------+-----------------------------------------+
| id | estRows | task | access object | operator info |
+---------------------+------------+-----------+---------------+-----------------------------------------+
| TableReader_7 | 1.27 | root | | data:Selection_6 |
| └─Selection_6 | 1.27 | cop[tikv] | | eq(bookshop.books.title, "Marian Yost") |
| └─TableFullScan_5 | 1000000.00 | cop[tikv] | table:books | keep order:false |
+---------------------+------------+-----------+---------------+-----------------------------------------+
从执行计划中的 TableFullScan_5 可以看出，TiDB 对 books 表执行了全表扫描，并逐行检查 title 是否满足条件。TableFullScan_5 的 estRows 值为 1000000.00，意味着优化器估算此全表扫描会扫描 100 万行数据。
关于 EXPLAIN 的更多用法信息，请参见 EXPLAIN Walkthrough。
解决方案：使用二级索引
为了加快上述查询的速度，可以在 books.title 列上添加二级索引：
CREATE INDEX title_idx ON books (title);
查询的执行速度会明显提升：
SELECT * FROM books WHERE title = 'Marian Yost';
+------------+-------------+-----------------------+---------------------+-------+--------+
| id | title | type | published_at | stock | price |
+------------+-------------+-----------------------+---------------------+-------+--------+
| 1164070689 | Marian Yost | Education & Reference | 1916-05-27 12:15:35 | 216 | 328.18 |
| 1414277591 | Marian Yost | Arts | 1932-06-15 09:18:14 | 303 | 496.52 |
| 2305318593 | Marian Yost | Arts | 2000-08-15 19:40:58 | 398 | 402.90 |
| 2638226326 | Marian Yost | Sports | 1952-04-02 12:40:37 | 191 | 174.64 |
| 65670536 | Marian Yost | Arts | 1950-04-09 06:28:58 | 542 | 435.01 |
+------------+-------------+-----------------------+---------------------+-------+--------+
5 rows in set
Time: 0.007s
为了理解性能提升的原因，可以用 EXPLAIN 查看新的执行计划：
EXPLAIN SELECT * FROM books WHERE title = 'Marian Yost';
+---------------------------+---------+-----------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------+
| id | estRows | task | access object | operator info |
+---------------------------+---------+-----------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------+
| IndexLookUp_10 | 1.27 | root | | |
| ├─IndexRangeScan_8(Build) | 1.27 | cop[tikv] | table:books, index:title_idx(title) | range:["Marian Yost","Marian Yost"], keep order:false |
| └─TableRowIDScan_9(Probe) | 1.27 | cop[tikv] | table:books | keep order:false |
+---------------------------+---------+-----------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------+
从执行计划中的 IndexLookUp_10 可以看出，TiDB 通过 title_idx 索引进行数据查询。其 estRows 为 1.27，意味着优化器估算只会扫描大约 1.27 行数据。相比全表扫描的 100 万行，显著减少了扫描行数。
IndexLookup_10 的执行流程是：先通过 IndexRangeScan_8 操作读取满足条件的索引数据，然后通过存储在索引中的 Row ID，使用 TableLookup_9 操作查询对应的行。
关于 TiDB 执行计划的更多信息，请参见 TiDB Query Execution Plan Overview。
解决方案：使用覆盖索引
如果索引是覆盖索引，且包含所有 SQL 语句查询的列，则只扫描索引数据即可满足查询。
例如，以下查询只需要根据 title 查询对应的 price：
SELECT title, price FROM books WHERE title = 'Marian Yost';
+-------------+--------+
| title | price |
+-------------+--------+
| Marian Yost | 435.01 |
| Marian Yost | 328.18 |
| Marian Yost | 496.52 |
| Marian Yost | 402.90 |
| Marian Yost | 174.64 |
+-------------+--------+
5 rows in set
Time: 0.007s
由于 title_idx 索引只包含 title 列的数据，TiDB 仍需先扫描索引数据，然后再从表中查询 price 列。
用 EXPLAIN 查看执行计划：
EXPLAIN SELECT title, price FROM books WHERE title = 'Marian Yost';
+---------------------------+---------+-----------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------+
| id | estRows | task | access object | operator info |
+---------------------------+---------+-----------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------+
| IndexLookUp_10 | 1.27 | root | | |
| ├─IndexRangeScan_8(Build) | 1.27 | cop[tikv] | table:books, index:title_idx(title) | range:["Marian Yost","Marian Yost"], keep order:false |
| └─TableRowIDScan_9(Probe) | 1.27 | cop[tikv] | table:books | keep order:false |
+---------------------------+---------+-----------+-------------------------------------+-------------------------------------------------------+
为了优化性能，可以删除旧的索引 title_idx，并创建一个新的覆盖索引 title_price_idx：
ALTER TABLE books DROP INDEX title_idx;
CREATE INDEX title_price_idx ON books (title, price);
因为 price 数据存储在 title_price_idx 索引中，以下查询只需扫描索引数据：
EXPLAIN SELECT title, price FROM books WHERE title = 'Marian Yost';
+---------------------+---------+-----------+--------------------------------------------------+-------------------------------------------------------+
| id | estRows | task | access object | operator info |
+---------------------+---------+-----------+--------------------------------------------------+-------------------------------------------------------+
| IndexReader_6 | 1.27 | root | | index:IndexRangeScan_5 |
| └─IndexRangeScan_5 | 1.27 | cop[tikv] | table:books, index:title_price_idx(title, price) | range:["Marian Yost","Marian Yost"], keep order:false |
+---------------------+---------+-----------+--------------------------------------------------+-------------------------------------------------------+
此时，查询运行速度更快：
SELECT title, price FROM books WHERE title = 'Marian Yost';
+-------------+--------+
| title | price |
+-------------+--------+
| Marian Yost | 174.64 |
| Marian Yost | 328.18 |
| Marian Yost | 402.90 |
| Marian Yost | 435.01 |
| Marian Yost | 496.52 |
+-------------+--------+
5 rows in set
Time: 0.004s
由于 books 表会在后续示例中使用，建议删除 title_price_idx 索引：
ALTER TABLE books DROP INDEX title_price_idx;
解决方案：使用主键索引
如果查询使用主键过滤数据，查询会非常快。例如，books 表的主键是 id 列，可以用 id 列进行查询：
SELECT * FROM books WHERE id = 896;
+-----+----------------+----------------------+---------------------+-------+--------+
| id | title | type | published_at | stock | price |
+-----+----------------+----------------------+---------------------+-------+--------+
| 896 | Kathryne Doyle | Science & Technology | 1969-03-18 01:34:15 | 468 | 281.32 |
+-----+----------------+----------------------+---------------------+-------+--------+
1 row in set
Time: 0.004s
用 EXPLAIN 查看执行计划：
EXPLAIN SELECT * FROM books WHERE id = 896;
+--------------+---------+------+---------------+---------------+
| id | estRows | task | access object | operator info |
+--------------+---------+------+---------------+---------------+
| Point_Get_1 | 1.00 | root | table:books | handle:896 |
+--------------+---------+------+---------------+---------------+
Point_Get 是一种非常快速的执行计划。
使用正确的连接类型
请参见 JOIN 执行计划。