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30.优化 INFORMATION_SCHEMA 查询

监视数据库的应用程序可能会频繁使用 INFORMATION_SCHEMA 表。 要最有效地为这些表编写查询，请使用以下一般准则：

  • 尝试仅查询作为数据字典表视图的 INFORMATION_SCHEMA 表。
  • 尝试仅查询静态元数据。 选择列或对动态元数据和静态元数据使用检索条件会增加处理动态元数据的开销。

这些 INFORMATION_SCHEMA 表被实现为数据字典表的视图，因此对它们的查询从数据字典中检索信息：

CHARACTER_SETS
CHECK_CONSTRAINTS
COLLATIONS
COLLATION_CHARACTER_SET_APPLICABILITY
COLUMNS
EVENTS
FILES
INNODB_COLUMNS
INNODB_DATAFILES
INNODB_FIELDS
INNODB_FOREIGN
INNODB_FOREIGN_COLS
INNODB_INDEXES
INNODB_TABLES
INNODB_TABLESPACES
INNODB_TABLESPACES_BRIEF
INNODB_TABLESTATS
KEY_COLUMN_USAGE
PARAMETERS
PARTITIONS
REFERENTIAL_CONSTRAINTS
RESOURCE_GROUPS
ROUTINES
SCHEMATA
STATISTICS
TABLES
TABLE_CONSTRAINTS
TRIGGERS
VIEWS
VIEW_ROUTINE_USAGE
VIEW_TABLE_USAGE

某些类型的值（即使对于非视图 INFORMATION_SCHEMA 表）也是通过从数据字典中查找来检索的。 这包括数据库和表名称、表类型和存储引擎等值。

某些 INFORMATION_SCHEMA 表包含提供表统计信息的列：

STATISTICS.CARDINALITY
TABLES.AUTO_INCREMENT
TABLES.AVG_ROW_LENGTH
TABLES.CHECKSUM
TABLES.CHECK_TIME
TABLES.CREATE_TIME
TABLES.DATA_FREE
TABLES.DATA_LENGTH
TABLES.INDEX_LENGTH
TABLES.MAX_DATA_LENGTH
TABLES.TABLE_ROWS
TABLES.UPDATE_TIME

这些列代表动态表元数据； 也就是说，信息随着表内容的变化而变化。

默认情况下，当查询列时，MySQL 会从 mysql.index_stats 和 mysql.innodb_table_stats 字典表中检索这些列的缓存值，这比直接从存储引擎检索统计信息更有效。 如果缓存的统计信息不可用或已过期，MySQL将从存储引擎检索最新的统计信息并将它们缓存在mysql.index_stats和mysql.innodb_table_stats字典表中。 后续查询将检索缓存的统计信息，直到缓存的统计信息过期。 服务器重新启动或首次打开 mysql.index_stats 和 mysql.innodb_table_stats 表不会自动更新缓存的统计信息。

information_schema_stats_expiry 会话变量定义缓存统计信息过期之前的时间段。 默认值为 86400 秒（24 小时），但时间段可以延长至一年。

要随时更新给定表的缓存值，请使用 ANALYZE TABLE。

在这些情况下，查询统计列不会存储或更新 mysql.index_stats 和 mysql.innodb_table_stats 字典表中的统计信息：

  • 当缓存的统计信息尚未过期时。
  • 当 information_schema_stats_expiry 设置为 0 时。
  • 当服务器处于 read_only、super_read_only、transaction_read_only 或 innodb_read_only 模式时。
  • 当查询还获取性能架构数据时。

information_schema_stats_expiry是一个会话变量，每个客户端会话都可以定义自己的过期值。 从存储引擎检索并由一个会话缓存的统计信息可供其他会话使用。

注意：

如果启用了innodb_read_only系统变量，ANALYZE TABLE可能会失败，因为它无法更新数据字典中使用InnoDB的统计表。 对于更新键分布的 ANALYZE TABLE 操作，即使该操作更新表本身（例如，如果它是 MyISAM 表）也可能会失败。 要获取更新的分布统计信息，请设置 information_schema_stats_expiry=0。

对于作为数据字典表视图实现的 INFORMATION_SCHEMA 表，基础数据字典表上的索引允许优化器构建高效的查询执行计划。 要查看优化器所做的选择，请使用 EXPLAIN。 要同时查看服务器用来执行 INFORMATION_SCHEMA 查询的查询，请在 EXPLAIN 后立即使用 SHOW WARNINGS。

考虑以下语句，它标识 utf8mb4 字符集的排序规则：

SELECT COLLATION_NAME
       FROM INFORMATION_SCHEMA.COLLATION_CHARACTER_SET_APPLICABILITY
       WHERE CHARACTER_SET_NAME = 'utf8mb4';
+----------------------------+
| COLLATION_NAME             |
+----------------------------+
| utf8mb4_general_ci         |
| utf8mb4_bin                |
| utf8mb4_unicode_ci         |
| utf8mb4_icelandic_ci       |
| utf8mb4_latvian_ci         |
| utf8mb4_romanian_ci        |
| utf8mb4_slovenian_ci       |
...

服务器如何处理该语句？ 要找出答案，请使用 EXPLAIN：

EXPLAIN SELECT COLLATION_NAME
       FROM INFORMATION_SCHEMA.COLLATION_CHARACTER_SET_APPLICABILITY
       WHERE CHARACTER_SET_NAME = 'utf8mb4'\G
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
  select_type: SIMPLE
        table: cs
   partitions: NULL
         type: const
possible_keys: PRIMARY,name
          key: name
      key_len: 194
          ref: const
         rows: 1
     filtered: 100.00
        Extra: Using index
*************************** 2. row ***************************
           id: 1
  select_type: SIMPLE
        table: col
   partitions: NULL
         type: ref
possible_keys: character_set_id
          key: character_set_id
      key_len: 8
          ref: const
         rows: 68
     filtered: 100.00
        Extra: NULL
2 rows in set, 1 warning (0.01 sec)

要查看用于满足该语句的查询，请使用 SHOW WARNINGS：

mysql> SHOW WARNINGS\G
*************************** 1. row ***************************
  Level: Note
   Code: 1003
Message: /* select#1 */ select `mysql`.`col`.`name` AS `COLLATION_NAME`
         from `mysql`.`character_sets` `cs`
         join `mysql`.`collations` `col`
         where ((`mysql`.`col`.`character_set_id` = '45')
         and ('utf8mb4' = 'utf8mb4'))

如 SHOW WARNINGS 所示，服务器将 COLLATION_CHARACTER_SET_APPLICABILITY 上的查询处理为对 mysql 系统数据库中的 character_sets 和 collations 数据字典表的查询。