慢SQL，壓垮團隊的最後一根稻草！
一、什麼是慢 SQL
什麼是慢SQL？顧名思義，運行時間較長的 SQL 語句即為慢 SQL！
那問題來了，多久才算慢呢？
這個慢其實是一個相對值，不同的業務場景下，標準要求是不一樣的。
我們都知道，我們每執行一次 SQL，資料庫除了會返回執行結果以外，還會返回 SQL 執行耗時，以 MySQL 資料庫為例，當我們開啟了慢 SQL 監控開關後，默認配置下，當 SQL 的執行時長大於 10 秒，會被記錄到慢 SQL 的日誌文件中。
當然，這個值還可以重新設置，生產環境慢 SQL 一般會設置為0.1~0.2s。當我們將其設置為0.2s時，當前資料庫所有 SQL 的執行時長超過0.2s的都會被視為慢 SQL。
可能有的同學會發出疑問，我們為什麼要追蹤慢 SQL，有什麼意義呢？
二、慢 SQL 危害
這裡要從慢 SQL 的危害談起，以 MySQL 資料庫為例，總結起來有以下幾點：
- 當出現慢查詢，DDL 操作都會被阻塞，也就是說創建表、修改表、刪除表、執行數據備份等操作都需要等待，這對實時備份重要數據的系統來說是不可容忍的
- 慢查可能會佔用 mysql 的大量記憶體，嚴重的時候會導致伺服器直接掛掉，整個系統直接癱瘓
- 慢 SQL 的執行時間過長，可能會導致應用的進程因超時被 kill，無法返回結果給到客戶端
- 造成資料庫幻讀、不可重複讀的概率更大，假設該慢 SQL 是一個更新操作但因執行時間過長未提交，而另一條 SQL 也在更新數據並且已提交，用戶再次查詢的時候，看到的數據可能與實際結果不符
- 嚴重影響用戶體驗，SQL 的執行時間越長，頁面載入數據耗時也就越長
以千萬級的訂單表為例，未優化的情況下，單表分頁查詢 10 條數據，耗時：39s
首先不說可能對資料庫伺服器造成的潛在壓力，沒有任何一個用戶會在頁面查詢訂單查詢等待 39 秒！
三、如何定位慢 SQL
說了這麼多，我們如何去定位慢 SQL 呢？
3.1、開啟慢 SQL 監控
以 MySQL 為例，我們可以通過如下方式，查詢是否開啟慢 SQL 的監控。
show variables like 'slow_query_log%';
通過如下命令，開啟慢 SQL 監控，執行成功之後，客戶端需要重新連接才能生效。
-- 開啟慢 SQL 監控
set global slow_query_log = 1;
如果想關閉慢 SQL 監控，將其配置為0就可以了。
-- 關閉慢 SQL 監控
set global slow_query_log = 0;
需要特別注意的是，當伺服器重啟之後，當前配置會失效！
3.2、配置慢 SQL 閥值
默認的慢 SQL 閥值是10秒，可以通過如下語句查詢慢 SQL 的閥值。
-- 查詢慢 SQL 的閥值
show variables like "long_query_time";
我們可以通過如下方式，將慢 SQL 閥值配置成0.2秒。
-- 修改慢 SQL 的閥值
set global long_query_time = 0.2;
然後，退出客戶端，重新連接伺服器，就生效了！
與之類似，當伺服器重啟之後，當前配置會失效！
3.3、永久開啟慢 SQL 監控
以上的操作，當伺服器不重啟會一直有效，但是當伺服器一單重啟之後，配置就會失效，如果想永久生效，可以通過修改全局配置文件my.cnf使之永久生效。
以 CentOS 為例，打開my.cnf配置文件，添加如下配置變數。
[mysqld]
slow_query_log = ON
slow_query_log_file = /var/lib/mysql/ecs-203056-slow.log
long_query_time = 1
重啟 mysql 伺服器
systemctl restart mysqld
3.4、慢 SQL 監控測試
初始化一張日誌表，數據量在 10 萬左右就夠了，然後我們來執行 SQL，看看是不是被正常抓取到。
很清晰的看到，慢 SQL 已經被抓取記錄。
日誌內容詳解：
- Time：表示客戶端查詢時間
- root[root]：表示客戶端查詢用戶和IP
- Query_time：表示查詢耗時
- Lock_time：表示等待 table lock 的時間，注意InnoDB的行鎖等待是不會反應在這裡的
- Rows_sent：表示返回了多少行記錄（結果集）。
- Rows_examined：表示檢查了多少條記錄。
除此之外，我們還可以藉助mysqldumpslow命令工具，分析慢 SQL 的數據情況，可以通過如下參數進行組合分析
-s 表示按何種方式排序，支援的參數如下
al: 平均鎖定時間
ar: 平均返回記錄數
at: 平均查詢時間
c: 訪問次數
l: 鎖定時間
r: 返回記錄
t: 查詢時間
-t NUM 返回前面多少條的數據
-g PATTERN 後邊搭配一個正則匹配模式，大小寫不敏感
常見的用法如下：
- 查詢返回記錄集最多的10個 SQL
mysqldumpslow -s r -t 10 /var/lib/mysql/ecs-203056-slow.log
- 查詢訪問次數最多的10個SQL
mysqldumpslow -s c -t 10 /var/lib/mysql/ecs-203056-slow.log
- 查詢按照時間排序的前10條裡面含有左連接的查詢語句
mysqldumpslow -s t -t 10 -g "LEFT JOIN" /var/lib/mysql/ecs-203056-slow.log
四、慢 SQL 是怎麼發生的
面對這種耗時巨長的 SQL，我們不禁會發出一個疑問，它是怎麼發生的呢？
這得從 SQL 的執行過程說起，我們先簡單的看看下面這個圖。
一條 SQL 語句執行時，總結起來大概分為以下幾個步驟：
- 1.若查詢快取打開則會優先查詢快取，若命中則直接返回結果給客戶端。
- 2.若快取未命中，此時 MySQL 需要搞清楚這條語句需要做什麼，則通過分析器進行詞法分析、語法分析。
- 3.搞清楚要做什麼之後，MySQL 會通過優化器對 SQL 進行優化，生成一個最優的執行計劃
- 4.最後通過執行器與存儲引擎提供的介面進行交互，將結果返回給客戶端
在 MySQL 執行過程中，優化器可能會對我們即將要執行的 SQL 進行改造，改造思路如下：
- 1.根據搜索條件，找出 SQL 中所有可能使用的索引
- 2.然後計算全表掃描的成本開銷
- 3.接著計算使用不同索引執行查詢的成本開銷
- 4.最後會對比各種執行方案的成本開銷，找出開銷值最小的那一個
其中影響成本開銷值的計算，主要是I/O成本和CPU成本這兩個指標。
從I/O成本視角看：
- 當表的數據量越大，需要的 I/O 次數也就越多
- 從磁碟讀取數據比從快取讀取數據，I/O 消耗的時間更多
- 全表掃描比通過索引快速查找，I/O 消耗的時間和次數更多
從CPU成本視角看：
- 當 SQL 中有排序、子查詢等複雜的操作時，CPU 需要先把數據存到臨時表中，再對數據進行加工，需要的 CPU 資源更多
- 全表掃描相比於通過索引快速查找，需要的 CPU 資源也更多
因此我們不難發現，在沒有開啟快取的情況下，當表的數據量越大，如果 SQL 又沒有走索引，很容易發生查詢慢的問題。
五、小結
本文主要圍繞慢 SQL 的定位和可能存在的風險進行了簡單的介紹，整篇介紹的算是一個入門級的知識，文章內容難免有些理解不到位的地方，歡迎網友留言指出！
由於篇幅的原因，我們會在下篇文章中介紹慢 SQL 的優化思路。
