面试题：MySQL 基准测试后如何基于结果迭代优化索引

Question

在对 MySQL 数据库进行基准测试后，发现某些查询操作性能较差。从索引优化角度出发，详细说明如何根据基准测试结果，分析现有索引存在的问题，并通过迭代优化索引结构来提升查询性能，给出具体的分析思路和操作步骤。

Answer 1

1. 分析现有索引问题的思路
   • 查看查询语句：
     • 从基准测试结果中提取性能较差的查询语句。分析查询语句中涉及的表、列以及使用的条件。例如，对于SELECT * FROM users WHERE age > 30 AND city = 'New York';这样的查询，要关注age和city列。
   • 检查索引使用情况：
     • 使用EXPLAIN关键字分析查询语句。EXPLAIN会显示查询优化器如何执行查询，包括是否使用了索引、使用的是哪个索引等信息。例如，执行EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE age > 30 AND city = 'New York';，如果key字段显示为NULL，说明没有使用索引。
     • 查看慢查询日志（如果开启），日志中会记录执行时间较长的查询以及相关索引使用情况等信息。
   • 分析索引覆盖情况：
     • 判断索引是否覆盖查询所需的所有列。如果查询语句为SELECT age, city FROM users WHERE age > 30 AND city = 'New York';，若现有索引只包含age列，而没有city列，可能导致回表操作，影响性能。回表是指通过索引找到主键，再根据主键去聚簇索引中获取其他列的数据。
   • 评估索引选择性：
     • 索引选择性是指索引中不同值的数量与表中记录数量的比例。选择性越高，索引的效率越高。可以通过SELECT COUNT(DISTINCT column_name) / COUNT(*) FROM table_name;来计算某列索引的选择性。例如，对于性别列，选择性可能较低，因为只有两种取值，这种列单独建立索引可能效果不佳。
2. 迭代优化索引结构的操作步骤
   • 添加缺失索引：
     • 根据分析结果，如果查询中某个条件列没有索引，添加合适的索引。例如，对于上述users表的查询，如果age和city列都没有索引，可以添加联合索引CREATE INDEX idx_age_city ON users(age, city);。一般来说，将选择性高的列放在联合索引的前面。
   • 调整索引顺序：
     • 如果联合索引的列顺序不合理，可能影响查询性能。例如，对于SELECT * FROM users WHERE city = 'New York' AND age > 30;，如果已有联合索引idx_age_city，可以考虑调整为CREATE INDEX idx_city_age ON users(city, age);，因为city列在查询条件中是等值查询，放在前面可能更有利于索引的使用。
   • 删除冗余和低效索引：
     • 冗余索引是指两个或多个索引包含相同的列组合，只是列顺序不同或者其中一个索引是另一个索引的前缀。例如，已有索引idx_age_city，又有索引idx_age，idx_age可能就是冗余索引，可以删除。
     • 低效索引是指选择性很低或者很少被使用的索引。通过分析查询日志和索引使用情况，找出这些索引并删除。例如，某个索引对应的列只有很少的几个不同值，且在查询中很少被用到，就可以考虑删除。
   • 重新评估和测试：
     • 在进行索引优化操作后，再次使用基准测试工具对数据库进行测试。确保性能得到提升，同时检查是否引入了新的问题，如插入、更新操作性能下降等。因为索引在提升查询性能的同时，可能会影响写操作的性能，需要平衡。如果出现新问题，重复上述分析和优化步骤，直到达到满意的性能。