因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)中很多情況都不是固定不變的，能總結(jié)出來通用性的做法或者說是規(guī)律，是要考慮非常多的場景的，
同時，面對能夠達(dá)到優(yōu)化的方式要追究其原因，同樣的做法，換了個場景，達(dá)不到優(yōu)化效果的，還要追究其原因。
個人對此場景在不用情況表示懷疑，然后自己測試了一把，果然發(fā)現(xiàn)一些問題，同時也證實(shí)了一些預(yù)期的想法。
本文就MySQL分頁優(yōu)化，從最最簡單的情況出發(fā)，來做一個簡單的分析。

另：本文測試環(huán)境是最最低配置的云服務(wù)器，相對來說服務(wù)器硬件環(huán)境有限，不過對于不同的語句（寫法）應(yīng)該是“平等的”

MySQL經(jīng)典的分頁“優(yōu)化”做法

MySQL分頁優(yōu)化中，有一種經(jīng)典的問題，在查詢越“靠后”的數(shù)據(jù)越慢（取決于表上的索引類型，對于B樹結(jié)構(gòu)的索引，SQL Server中也一樣）
select * from t order by id limit m,n。
也即隨著M的增大，查詢同樣多的數(shù)據(jù)，會越來越慢
面對這一問題，于是就產(chǎn)生了一種經(jīng)典的做法，類似于（或者變種）如下的寫法
就是先把分頁范圍內(nèi)的id單獨(dú)找出來，然后再跟基表做關(guān)聯(lián)，最后查詢出來所需要的數(shù)據(jù)
select * from t
inner join (select id from t order by id limit m,n)t1 on t1.id = t.id

這種做法是不是總是生效的，或者說是在什么情況下后者才能到達(dá)到優(yōu)化的目的？有沒有做了改寫之后無效甚至變慢的情況？

與此同時，絕大多數(shù)查詢都是有篩選條件的，
如果有篩選條件的情況，
sql語句就變成了select * from t where *** order by id limit m,n
如果如法炮制，改寫成類似
select * from t
inner join (select id from t where *** order by id limit m,n )t1 on t1.id = t.id
在這種情況下，改寫后的sql語句還能達(dá)到優(yōu)化的目的嗎？

測試環(huán)境搭建

　　測試數(shù)據(jù)比較簡單，通過存儲過程循環(huán)寫入測試數(shù)據(jù)，測試表的InnoDB引擎表。

　　這里要注意的是日志寫入模式一定要修改成innodb_flush_log_at_trx_commit = 2，否則默認(rèn)情況下，500w數(shù)據(jù)，估計一天都寫不完，這個與日志寫入模式有關(guān)，就不多說了，

分頁查詢優(yōu)化的緣由

　　首先還是先看一下這個經(jīng)典的問題，分頁的時候，越“靠后”查詢相應(yīng)越慢的情況

　　測試一：查詢第1-20行的數(shù)據(jù)，0.01秒

　　同樣是查詢20行數(shù)據(jù)，查詢相對“靠后”的數(shù)據(jù)，比如這里的從4900001-4900020行數(shù)據(jù)的情況，用時1.97秒。

　　從中可以看到，查詢條件不變的情況下，越往后查詢，查詢效率越低，可以簡單理解成：同樣搜索20行數(shù)據(jù)，越是靠后的數(shù)據(jù)，查詢代價越大。
　　至于為什么后一種效率較低，后面會慢慢分析。

　　測試環(huán)境是centos 7 ，mysql 5.7，測試表的數(shù)據(jù)是500W

重現(xiàn)經(jīng)典分頁“優(yōu)化”，當(dāng)沒有篩選條件，排序列為聚集索引的時候，并不會有所改善

這里來對比以下兩種寫法在聚集索引列作為排序條件時候的性能
select * from t order by id limit m,n。
select * from t
inner join (select id from t order by id limit m,n)t1 on t1.id = t.id

　　第一種寫法：

　　select * from test_table1 order by id asc limit 4900000,20;測試結(jié)果見截圖，執(zhí)行時間為8.31秒

第二種改寫后的寫法：

select t1.* from test_table1 t1
inner join (select id from test_table1 order by id limit 4900000,20)t2 on t1.id = t2.id;執(zhí)行時間為8.43秒

這里很清楚，通過經(jīng)典的改寫方法改寫之后，性能能毫無提升,甚至還有一點(diǎn)點(diǎn)變慢了，
實(shí)際測試上表現(xiàn)為兩者在性能上并沒有明顯的線性差異，這兩者樓主是做了多次測試的。

我個人看到類似結(jié)論非要測一下不可的，這個東西不能靠蒙，或者靠運(yùn)氣什么的，能提高效率是為什么，不能提高又是為什么。

那么為什么改寫之后的寫法沒有像傳說中的那種提升性能？
是什么導(dǎo)致當(dāng)前這個改寫沒有到達(dá)提升性能的目的？
后者能夠提升性能的原理是什么？

　　首先看一下測試表的表結(jié)構(gòu)，排序列上是有索引，這一點(diǎn)是沒有問題的，關(guān)鍵是這個排序列上的索引是主鍵（聚集索引）。

　　為什么排序列上是聚集索引的時候，相對“優(yōu)化”改寫之后的sql并不能達(dá)到“優(yōu)化”的目的?

在排序列為聚集索引列的情況下，兩者都是順序掃描表來實(shí)現(xiàn)查詢符合條件的數(shù)據(jù)的
后者雖然是先驅(qū)動一個子查詢，然后再用子查詢的結(jié)果驅(qū)動主表，
但是子查詢并沒有改變“順序掃描表來實(shí)現(xiàn)查詢符合條件的數(shù)據(jù)的”做法，當(dāng)前情況下，甚至改寫后的做法顯得畫蛇添足

參考如下兩者執(zhí)行計劃，第一個截圖的執(zhí)行計劃的一行，與改寫后的sql的執(zhí)行計劃的第三行（id =2 的那一行），基本上一樣。

當(dāng)沒有篩選條件，排序列為聚集索引時候的分頁查詢，所謂的分頁查詢優(yōu)化只不過是畫蛇添足

　　目前來看，查詢上述數(shù)據(jù)，兩種方式都非常慢，那如果要查詢上述的數(shù)據(jù)，該如何做？
　　還是要看為什么慢，首先要理解B數(shù)的平衡性結(jié)構(gòu)，在我自己粗略的理解來看，如下圖，
　　當(dāng)查詢的數(shù)據(jù)“靠后”的時候，實(shí)際上是偏離在B樹索引的一個方向，如下兩個截圖所示的目標(biāo)數(shù)據(jù)
　　其實(shí)平衡樹上的數(shù)據(jù)，沒有所謂的“靠前”與“靠后”，“靠前”與“靠后”都是相對于對方來說的，或者說是從掃描的方向上來看的
　　從一個方向上看“靠后的”數(shù)據(jù)，從一個方向看就是“靠前的”，前后不是絕對的。

　　如下兩個截圖是B樹索引結(jié)構(gòu)的粗略表現(xiàn)形式，假如目標(biāo)數(shù)據(jù)的位置固定的情況下，所謂的“靠后”是相對與從左向右來說的；

如果從右向左看，之前所謂靠后的數(shù)據(jù)實(shí)際上是“靠前”的。

　　只要數(shù)據(jù)是靠前的，要高效低找到這部分?jǐn)?shù)據(jù)，還是可以的。mysql中應(yīng)該也有類似于sqlserver中的正向（forwarded）和反向掃描（backward）的做法。

　　如果對于靠后的數(shù)據(jù)，采用反向掃描，應(yīng)該就可以很快找到這個部分?jǐn)?shù)據(jù)，然后對找到的數(shù)據(jù)在再次排序（asc），結(jié)果應(yīng)該是一樣的，
　　首先來看效果：結(jié)果跟上面的查詢一模一樣，這里僅耗時0.07秒，之前的兩種寫法均超過了8秒，效率有上百倍的差距。

　　至于這個是為什么，我想根據(jù)上面的闡述，自己應(yīng)該能夠體會的到，這里附上這個sql。
　　如果經(jīng)常查詢所謂的靠后的數(shù)據(jù)，比如說Id較大的數(shù)據(jù)，或者說是時間維度上較新的數(shù)據(jù)，可以采用倒敘掃描索引的方式來實(shí)現(xiàn)高效分頁查詢

　　（這里請計算好數(shù)據(jù)所在的分頁，同樣的數(shù)據(jù)，正序和倒序其起始“頁碼”是不同的）

select* from(select * from test_table1 order by id desc limit 99980,20) t order by id;

當(dāng)沒有篩選條件，排序列為非聚集索引的時候，會有所改善

　　這里對測試表test_table1做出如下改變
　　1，增加一個id_2列，
　　2，該字段上創(chuàng)建一個唯一索引，
　　3，該字段用對應(yīng)的主鍵Id填充

　　上面的測試是按照主鍵索引（聚集索引）來排序的，現(xiàn)在來按照非聚集索引排序，也即新增的這個列id_2來排序，測試一開始提到的兩種分頁方法。

　　首先來看第一種寫法

　　select * from test_table1 order by id_2 asc limit 4900000,20;執(zhí)行時間為1分鐘多一點(diǎn)，暫且認(rèn)其為60秒

　　第二種寫法

select t1.* from test_table1 t1
inner join (select id from test_table1 order by id_2 limit 4900000,20)t2 on t1.id = t2.id;執(zhí)行時間1.67秒

　　從這種情況來看，也就是說排序列為非聚集索引列的時候，后一種寫法確實(shí)能大幅度地提升效率。差不多有40倍的提升。
　　那么原因在何呢？
　　首先來看第一種寫法的執(zhí)行計劃，可以簡單理解為這個sql的執(zhí)行時做全表掃描之后，然后重新按照id_2排序，最后取最前20條數(shù)據(jù)。
　　首先全表掃描就是一個非常耗時的過程，排序也是一個非常大的代價，因此表現(xiàn)為性能非常的低下。

　　再來看后者的執(zhí)行計劃，他是首先子子查詢中，按照id_2上的索引順序掃描，然后用符合條件的主鍵Id去表中查詢數(shù)據(jù)
　　這樣的話，避免了查詢出來大量的數(shù)據(jù)然后重新排序（Using filesort）
　　如果了解sqlserver執(zhí)行計劃的情況下，后者與前者相比，應(yīng)該還有避免了頻繁的回表（sqlserver中叫做key lookup或者書簽查找的過程
　　可以認(rèn)為是子查詢驅(qū)動外層表查詢符合條件的20條的數(shù)據(jù)的過程是一個批量的，一次性的。

　　其實(shí)，只有在當(dāng)前情況下，也就是說排序列為非聚集索引列的時候，改寫后的sql才能提升分頁查詢的效率。
　　即便如此，此方式“優(yōu)化”過的分頁語句，還是與如下寫法的分頁效率有比較大的差別的
　　上面也看到了，返回同樣的數(shù)據(jù)，如下的查詢是0.07秒，比這里的1.67秒還是高2個數(shù)量級的

select* from(select * from test_table1 order by id desc limit 99980,20) t order by id;

　　另外一個，想提到的問題就是，如果經(jīng)常性分頁查詢，還要按照某種順序，那么為什么不在這個列上建立一個聚集索引。
　　比如語句自增Id的，或者時間+其他字段確保唯一性的，mysql會在主鍵上自動創(chuàng)建聚集索引。
　　然后有了聚集索引，“靠前”與“靠后”僅僅是一個相對的邏輯上的概念了,如果多數(shù)時候是想得到“靠后”或者較新的數(shù)據(jù)，就可以采用上述寫法，

當(dāng)存在篩選條件的情況下，分頁查詢的優(yōu)化

　　這一部分想了想，情況太復(fù)雜了，很難概括出來一種非常具有代表性的案例，因此就不過多地做測試了。
　　select * from t where *** order by id limit m,n
　　1，比如刷選條件本身就很高效，一過濾出來僅剩下很少一部分?jǐn)?shù)據(jù)，那么改不改寫sql意義也不大，因?yàn)楹Y選條件本身就可以做到很高效的篩選
　　2，比如刷選條件本身作用不大（過濾后數(shù)據(jù)量依然巨大），這種情況其實(shí)又回到了不存在篩選條件的情況，還有取決于如何排序，正序還是倒序等等
　　3，比如篩選條件本身作用不大（過濾后數(shù)據(jù)量依然巨大），要考慮的一個很實(shí)際的問題是數(shù)據(jù)分布，
　　　　數(shù)據(jù)的分布也會影響的sql的執(zhí)行效率（sqlserver中的經(jīng)歷，mysql應(yīng)該差別不大）
　　4，本身查詢比較復(fù)雜的情況下，很難說用某種方式就可以達(dá)到高效的目的

　　情況越復(fù)雜，越是難以總結(jié)出來一種通用性的規(guī)律或者說是方法，一切都要以具體情況來看待，很難下一個定論。
　　這里對于查詢加上篩選條件的情況，就不做一一分析了，不過可以肯定的是，脫離了實(shí)際場景，肯定沒有一個固化的方案。

　　另外，對于查詢當(dāng)前頁數(shù)據(jù)時候，利用上一頁查詢的最大值做篩選條件，也可以很快滴找到當(dāng)前頁的數(shù)據(jù)，這樣當(dāng)然沒有問題，但這屬于另外一個做法，不在本文討論之列。

總結(jié)

分頁查詢，越靠后越慢的情況，實(shí)則對于B樹索引來說，靠前與靠后是一個邏輯上相對的概念，性能上的差異，是基于B樹索引結(jié)構(gòu)以及掃描方式有關(guān)的.
如果加上篩選條件，情況將變得更加復(fù)雜，這個問題在SQL Server中的原理也是一樣的，本來也在SQL Server中做了測試的，這里就不重復(fù)了。
當(dāng)前這種情況，排序列不一定，查詢條件不一定，數(shù)據(jù)分布不一定，就很難用一種特定的方法來實(shí)現(xiàn)“優(yōu)化”，弄不好還起到畫蛇添足的副作用。
因此在做分頁優(yōu)化的時候，一定要根據(jù)具體的場景來做分析，方法也不一定只有一種，脫離實(shí)際場景的結(jié)論，都是扯犢子。
唯有弄清楚這個問題的來龍去脈，才能游刃有余。
因此個人對于數(shù)據(jù)“優(yōu)化”的結(jié)論，一定是具體問題具體分析，是很忌諱總結(jié)出來一套規(guī)則（規(guī)則1,2,3,4,5）給人“套用”，鑒于本人也很菜，就更不敢總結(jié)出來一些教條了。

以上就是MySQL分頁優(yōu)化的測試案例的詳細(xì)內(nèi)容，更多請關(guān)注php中文網(wǎng)其它相關(guān)文章！