面试题：MySQL查询优化器提示（hint）与执行计划的深度分析

Question

假设已经有一个带有各种查询优化器提示（hint）的SQL查询。首先，详细解释查询优化器是如何解析和应用这些hint的。然后，通过分析执行计划，说明hint的使用是否达到了预期的优化效果。如果没有，应如何调整hint及查询结构以进一步优化性能，并阐述优化思路。

Answer 1

查询优化器解析和应用hint的过程

1. 解析阶段：
   • 词法分析：查询优化器首先将SQL查询语句按字符流分解为一个个词法单元（token），在这个过程中，会识别出查询中的关键字、表名、列名以及hint。例如，对于/*+ INDEX(t idx_name) */ SELECT * FROM table_name t;，会识别出/*+和*/之间的INDEX(t idx_name)作为一个hint。
   • 语法分析：将词法单元构建成一棵语法树，检查查询语句的语法是否正确。同时，在语法树构建过程中，会将hint与对应的查询部分（如特定的表、操作等）关联起来。比如上述例子中，INDEX hint与表t关联。
2. 应用阶段：
   • 访问路径选择：若hint指定了索引访问，如INDEX(t idx_name)，优化器会在生成执行计划时，优先考虑使用指定的索引idx_name来访问表t。通常，优化器会评估不同访问路径（全表扫描、索引扫描等）的成本，而hint会强制它选择特定的路径。例如，如果没有hint，优化器基于统计信息可能认为全表扫描成本更低，但hint指定索引扫描后，它会按照hint要求尝试索引扫描路径。
   • 连接顺序调整：对于多表连接查询，若有连接相关的hint，如LEADING(t1 t2)，它会强制优化器以t1和t2的顺序作为连接的起始顺序。优化器原本可能基于成本模型选择其他连接顺序，而hint改变了这一决策。

通过执行计划分析hint的优化效果

1. 确认优化效果：
   • 对比执行计划成本：查看执行计划中的成本信息。如果使用hint后，整体执行计划的成本（如EXPLAIN PLAN输出中的COST值）显著降低，通常意味着hint起到了优化效果。例如，原本全表扫描成本为1000，使用索引hint后成本降低到100，说明hint有效引导优化器选择了更高效的访问路径。
   • 检查实际执行操作：确认执行计划中的实际操作是否与hint预期一致。例如，hint指定了索引扫描，在执行计划中应看到相应表的索引扫描操作。若看到的仍然是全表扫描，说明hint未达到预期效果。
2. 未达到预期效果的情况及调整：
   • 调整hint：
     • 索引选择不当：如果hint指定的索引没有起到优化作用，可能是索引本身不适合查询条件。比如，查询条件是范围查询，而指定的索引不是范围索引。此时，需要调整hint指定的索引为更合适的索引。例如，将INDEX(t idx1)调整为INDEX(t idx2)，其中idx2是针对范围查询优化的索引。
     • 连接顺序有误：若连接顺序hint没有达到预期优化，可能是表之间的统计信息发生了变化。可以尝试不同的连接顺序hint，如LEADING(t2 t1)，重新评估执行计划成本。
   • 调整查询结构：
     • 改写子查询：如果查询中有子查询，且hint优化效果不佳，可以考虑将子查询改写为连接查询。例如，将SELECT * FROM table1 WHERE col1 IN (SELECT col2 FROM table2);改写为SELECT table1.* FROM table1 JOIN table2 ON table1.col1 = table2.col2;，然后重新应用hint，可能会获得更好的优化效果。
     • 优化条件逻辑：检查查询条件中的逻辑关系，是否存在过于复杂或不利于优化器优化的表达式。例如，将复杂的条件(col1 > 10 AND col2 LIKE '%abc%')拆分为更简单的条件，或者对LIKE '%abc%'这种低效操作进行优化，如使用全文索引替代。然后再结合合适的hint，进一步优化性能。

优化思路是基于对执行计划的深入分析，明确hint未达到预期效果的原因，从hint的正确使用和查询结构的合理调整两方面入手，以降低执行计划成本，提高查询性能。