面试题：MySQL查询语句优化之避免SELECT * - 专家难度

Question

在一个复杂的电商数据库环境中，存在`products`表（包含众多产品相关字段）、`orders`表（记录订单信息）、`order_items`表（关联订单与产品及数量等信息）。业务需求是获取每个订单中购买数量最多的产品的详细信息（假设产品详细信息只需`product_id`、`product_name`、`price`）以及该订单的总金额。请给出完整且优化的SQL查询方案，并深入分析使用`SELECT *`会对查询性能、数据库资源以及系统扩展性产生哪些严重影响。

Answer 1

SQL查询方案

WITH RankedOrderItems AS (
    SELECT 
        oi.order_id, 
        oi.product_id, 
        oi.quantity, 
        p.product_name, 
        p.price,
        ROW_NUMBER() OVER (PARTITION BY oi.order_id ORDER BY oi.quantity DESC) AS rn
    FROM 
        order_items oi
    JOIN 
        products p ON oi.product_id = p.product_id
),
OrderTotalAmount AS (
    SELECT 
        order_id, 
        SUM(oi.quantity * p.price) AS total_amount
    FROM 
        order_items oi
    JOIN 
        products p ON oi.product_id = p.product_id
    GROUP BY 
        order_id
)
SELECT 
    roi.order_id, 
    roi.product_id, 
    roi.product_name, 
    roi.price, 
    ota.total_amount
FROM 
    RankedOrderItems roi
JOIN 
    OrderTotalAmount ota ON roi.order_id = ota.order_id
WHERE 
    roi.rn = 1;

使用 SELECT * 的影响分析

1. 查询性能：

   • 增加数据传输量：SELECT * 会返回表中的所有列，而不管实际需要哪些列。在复杂的电商数据库环境中，products 表可能包含众多字段，如产品描述、图片路径等大文本或二进制数据。这会导致大量不必要的数据从数据库服务器传输到应用程序，增加网络带宽的占用，从而降低查询性能。
   • 索引使用受限：数据库查询优化器在执行查询时，会根据索引来快速定位数据。当使用 SELECT * 时，如果查询条件中没有涉及到所有列，优化器可能无法有效地使用索引，导致全表扫描，大大增加查询时间。

2. 数据库资源：

   • 增加磁盘I/O：由于要读取更多的数据，数据库需要从磁盘中读取更多的页面，增加了磁盘I/O操作。频繁的磁盘I/O会导致磁盘性能瓶颈，影响整个数据库系统的性能。
   • 增加内存消耗：数据库在处理查询时，会将数据加载到内存中进行处理。SELECT * 导致更多的数据被加载到内存，可能会超出数据库服务器的内存容量，从而导致内存交换，进一步降低系统性能。

3. 系统扩展性：

   • 架构变更风险：如果表结构发生变化，例如添加或删除列，使用 SELECT * 的查询可能会受到影响。应用程序可能会因为新列的出现而出现兼容性问题，或者因为删除列而导致数据丢失或程序错误，增加了系统维护和扩展的风险。
   • 性能优化困难：随着业务的发展，数据库的规模和复杂度会不断增加。使用 SELECT * 会使得查询性能问题在后期难以优化，因为难以确定哪些数据是真正需要的，不利于针对性地进行索引优化和查询改写。