一般情况下，如果我跟你说查询性能优化，你首先会想到一些复杂的语句，想到查询需要返回大量的数据。但有些情况下，“查一行”，也会执行得特别慢。今天，我就跟你聊聊这个有趣的话题，看看什么情况下，会出现这个现象。
需要说明的是，如果 MySQL 数据库本身就有很大的压力，导致数据库服务器 CPU 占用率很高或 ioutil（IO 利用率）很高，这种情况下所有语句的执行都有可能变慢，不属于我们今天的讨论范围。
为了便于描述，我还是构造一个表，基于这个表来说明今天的问题。
这个表有两个字段 id 和 c，并且我在里面插入了 10 万行记录。

  1. CREATE TABLE `t` (
  2.   `id` int(11) NOT NULL,
  3.   `c` int(11) DEFAULT NULL,
  4.   PRIMARY KEY (`id`)
  5. ) ENGINE=InnoDB;
  7. delimiter ;;
  8. create procedure idata()
  9. begin
  10.   declare i int;
  11.   set i=1;
  12.   while(i<=100000)do
  13.     insert into t values(i,i);
  14.     set i=i+1;
  15.   end while;
  16. end;;
  17. delimiter ;
  19. call idata();

接下来，我会用几个不同的场景来举例，有些是前面的文章中我们已经介绍过的知识点，你看看能不能一眼看穿，来检验一下吧。

第一类：查询长时间不返回

如图 1 所示，在表 t 执行下面的 SQL 语句：

  1. select * from t where id=1;

查询结果长时间不返回。
image.png
一般碰到这种情况的话，大概率是表 t 被锁住了。接下来分析原因的时候，一般都是首先执行一下 show processlist 命令，看看当前语句处于什么状态。
然后我们再针对每种状态，去分析它们产生的原因、如何复现，以及如何处理。

等 MDL 锁

如图 2 所示，就是使用 show processlist 命令查看 Waiting for table metadata lock 的示意图。
image.png
出现这个状态表示的是，现在有一个线程正在表 t 上请求或者持有 MDL 写锁，把 select 语句堵住了。
在第 6 篇文章《全局锁和表锁 ：给表加个字段怎么有这么多阻碍？》中，我给你介绍过一种复现方法。但需要说明的是，那个复现过程是基于 MySQL 5.6 版本的。而 MySQL 5.7 版本修改了 MDL 的加锁策略，所以就不能复现这个场景了。

MySQL 5.7 版本的 MDL 加锁策略是什么 lock table t write 会加 MDL 锁吗？会加表锁吗

不过，在 MySQL 5.7 版本下复现这个场景，也很容易。如图 3 所示，我给出了简单的复现步骤。
image.png
session A 通过 lock table 命令持有表 t 的 MDL 写锁，而 session B 的查询需要获取 MDL 读锁。所以，session B 进入等待状态。
这类问题的处理方式，就是找到谁持有 MDL 写锁，然后把它 kill 掉。
但是，由于在 show processlist 的结果里面，session A 的 Command 列是“Sleep”，导致查找起来很不方便。不过有了 performance_schema 和 sys 系统库以后，就方便多了。（MySQL 启动时需要设置 performance_schema=on，相比于设置为 off 会有 10% 左右的性能损失)
通过查询 sys.schema_table_lock_waits 这张表，我们就可以直接找出造成阻塞的 process id，把这个连接用 kill 命令断开即可。
image.png

等 flush

接下来，我给你举另外一种查询被堵住的情况。
我在表 t 上，执行下面的 SQL 语句：

  1. select * from information_schema.processlist where id=1;

这里，我先卖个关子。
你可以看一下图 5。我查出来这个线程的状态是 Waiting for table flush，你可以设想一下这是什么原因。
image.png
这个状态表示的是，现在有一个线程正要对表 t 做 flush 操作。
MySQL 里面对表做 flush 操作的用法，一般有以下两个：

  1. flush tables t with read lock;
  3. flush tables with read lock;

这两个 flush 语句：

  • 如果指定表 t 的话，代表的是只关闭表 t；
  • 如果没有指定具体的表名，则表示关闭 MySQL 里所有打开的表。

但是正常这两个语句执行起来都很快，除非它们也被别的线程堵住了。
所以，出现 Waiting for table flush 状态的可能情况是：有一个 flush tables 命令被别的语句堵住了，然后它又堵住了我们的 select 语句。
现在，我们一起来复现一下这种情况，复现步骤如图 6 所示：
image.png
在 session A 中，我故意每行都调用一次 sleep(1)，这样这个语句默认要执行 10 万秒，在这期间表 t 一直是被 session A“打开”着。然后，session B 的 flush tables t 命令再要去关闭表 t，就需要等 session A 的查询结束。这样，session C 要再次查询的话，就会被 flush 命令堵住了。
图 7 是这个复现步骤的 show processlist 结果。这个例子的排查也很简单，你看到这个 show processlist 的结果，肯定就知道应该怎么做了。
image.png

等行锁

现在，经过了表级锁的考验，我们的 select 语句终于来到引擎里了。

  1. select * from t where id=1 lock in share mode;

上面这条语句的用法你也很熟悉了，我们在第 8 篇《事务到底是隔离的还是不隔离的？》文章介绍当前读时提到过。
由于访问 id=1 这个记录时要加读锁，如果这时候已经有一个事务在这行记录上持有一个写锁，我们的 select 语句就会被堵住。
复现步骤和现场如下：
image.png
image.png
显然，session A 启动了事务，占有写锁，还不提交，是导致 session B 被堵住的原因。
这个问题并不难分析，但问题是怎么查出是谁占着这个写锁。如果你用的是 MySQL 5.7 版本，可以通过 sys.innodb_lock_waits 表查到。
查询方法是：

  1. select * from t sys.innodb_lock_waits where locked_table=`'test'.'t'`\G

image.png
可以看到，这个信息很全，4 号线程是造成堵塞的罪魁祸首。而干掉这个罪魁祸首的方式，就是 KILL QUERY 4 或 KILL 4。
不过，这里不应该显示“KILL QUERY 4”。这个命令表示停止 4 号线程当前正在执行的语句，而这个方法其实是没有用的。因为占有行锁的是 update 语句，这个语句已经是之前执行完成了的，现在执行 KILL QUERY，无法让这个事务去掉 id=1 上的行锁。
实际上，KILL 4 才有效，也就是说直接断开这个连接。这里隐含的一个逻辑就是，连接被断开的时候，会自动回滚这个连接里面正在执行的线程，也就释放了 id=1 上的行锁。

第二类：查询慢

经过了重重封“锁”，我们再来看看一些查询慢的例子。
先来看一条你一定知道原因的 SQL 语句：

  1. select * from t where c=50000 limit 1;

由于字段 c 上没有索引，这个语句只能走 id 主键顺序扫描，因此需要扫描 5 万行。
作为确认，你可以看一下慢查询日志。
注意，这里为了把所有语句记录到 slow log 里，我在连接后先执行了 set long_query_time=0，将慢查询日志的时间阈值设置为 0。
image.png
Rows_examined 显示扫描了 50000 行。你可能会说，不是很慢呀，11.5 毫秒就返回了，我们线上一般都配置超过 1 秒才算慢查询。但你要记住：坏查询不一定是慢查询。
我们这个例子里面只有 10 万行记录，数据量大起来的话，执行时间就线性涨上去了。
扫描行数多，所以执行慢，这个很好理解。
但是接下来，我们再看一个只扫描一行，但是执行很慢的语句。
如图 12 所示，是这个例子的 slow log。可以看到，执行的语句是

  1. select * from t where id=1；

虽然扫描行数是 1，但执行时间却长达 800 毫秒。
image.png
是不是有点奇怪呢，这些时间都花在哪里了？
如果我把这个 slow log 的截图再往下拉一点，你可以看到下一个语句，select from t where id=1 lock in share mode，执行时扫描行数也是 1 行，执行时间是 0.2 毫秒。
image.png
看上去是不是更奇怪了？按理说 lock in share mode 还要加锁，时间应该更长才对啊。
可能有的同学已经有答案了。
如果你还没有答案的话，我再给你一个提示信息，图 14 是这两个语句的执行输出结果。
image.png
第一个语句的查询结果里 c=1，带 lock in share mode 的语句返回的是 c=1000001。
看到这里应该有更多的同学知道原因了。如果你还是没有头绪的话，也别着急。
我先跟你说明一下复现步骤，再分析原因。
image.png
你看到了，session A 先用 start transaction with consistent snapshot 命令启动了一个事务，之后 session B 才开始执行 update 语句。
session B 执行完 100 万次 update 语句后，id=1 这一行处于什么状态呢？你可以从图 16 中找到答案。
image.png
session B 更新完 100 万次，生成了 100 万个回滚日志 (undo log)。
带 lock in share mode 的 SQL 语句，是当前读，因此会直接读到 1000001 这个结果，所以速度很快；
而 select from t where id=1 这个语句，是一致性读，因此需要从 1000001 开始，依次执行 undo log，执行了 100 万次以后，才将 1 这个结果返回。
注意，undo log 里记录的其实是“把 2 改成 1”，“把 3 改成 2”这样的操作逻辑，画成减 1 的目的是方便你看图。

小结

今天我给你举了在一个简单的表上，执行“查一行”，可能会出现的被锁住和执行慢的例子。这其中涉及到了表锁、行锁和一致性读的概念。
在实际使用中，碰到的场景会更复杂。但大同小异，你可以按照我在文章中介绍的定位方法，来定位并解决问题。
最后，我给你留一个问题吧。
我们在举例加锁读的时候，用的是这个语句，select * from t where id=1 lock in share mode。由于 id 上有索引，所以可以直接定位到 id=1 这一行，因此读锁也是只加在了这一行上。
但如果是下面的 SQL 语句，

  1. begin;
  2. select * from t where c=5 for update;
  3. commit;

这个语句序列是怎么加锁的呢？加的锁又是什么时候释放呢？
你可以把你的观点和验证方法写在留言区里，我会在下一篇文章的末尾给出我的参考答案。

上期问题时间

在上一篇文章最后，我留给你的问题是，希望你可以分享一下之前碰到过的、与文章中类似的场景。
@封建的风 提到一个有趣的场景，值得一说。我把他的问题重写一下，表结构如下：

  1. CREATE TABLE `table_a` (
  2.   `id` int(11) NOT NULL,
  3.   `b` varchar(10) DEFAULT NULL,
  4.   PRIMARY KEY (`id`),
  5.   KEY `b` (`b`)
  6. ) ENGINE=InnoDB;

假设现在表里面，有 100 万行数据，其中有 10 万行数据的 b 的值是’1234567890’， 假设现在执行语句是这么写的:

  1. select * from table_a where b='1234567890abcd';

这时候，MySQL 会怎么执行呢？
最理想的情况是，MySQL 看到字段 b 定义的是 varchar(10)，那肯定返回空呀。可惜，MySQL 并没有这么做。
那要不，就是把’1234567890abcd’拿到索引里面去做匹配，肯定也没能够快速判断出索引树 b 上并没有这个值，也很快就能返回空结果。
但实际上，MySQL 也不是这么做的。
这条 SQL 语句的执行很慢，流程是这样的：

  1. 在传给引擎执行的时候，做了字符截断。因为引擎里面这个行只定义了长度是 10，所以只截了前 10 个字节，就是’1234567890’进去做匹配；
  2. 这样满足条件的数据有 10 万行；
  3. 因为是 select *， 所以要做 10 万次回表；
  4. 但是每次回表以后查出整行，到 server 层一判断，b 的值都不是’1234567890abcd’;
  5. 返回结果是空。

这个例子，是我们文章内容的一个很好的补充。虽然执行过程中可能经过函数操作，但是最终在拿到结果后，server 层还是要做一轮判断的。

评论区留言点赞板：
@赖阿甘 提到了等号顺序问题，时间上 MySQL 优化器执行过程中，where 条件部分， a=b 和 b=a 的写法是一样的。
@沙漠里的骆驼 提到了一个常见的问题。相同的模板语句，但是匹配行数不同，语句执行时间相差很大。这种情况，在语句里面有 order by 这样的操作时会更明显。
@Justin 回答了我们正文中的问题，如果 id 的类型是整数，传入的参数类型是字符串的时候，可以用上索引。