分析一个MySQL的异常查询的案例
问题
用户工单疑问：相同的语句，只是最后的limit行数不同。奇怪的是，limit10的性能比limit100的语句还慢约10倍。
隐藏用户表信息，语句及结果如下
SELECTf1,SUM(`f2`)`CNT`FROMTWHEREf1ISNOTNULLANDf3='2014-05-12'GROUPBYf1ORDERBY`CNT`DESCLIMIT10;
执行时间3min3.65sec
SELECTf1,SUM(`f2`)`CNT`FROMTWHEREf1ISNOTNULLANDf3='2014-05-12'GROUPBYf1ORDERBY`CNT`DESCLIMIT100;
执行时间1.24Sec.
性能差距非常大！
分析
MySQLTips：追查语句执行时最常用的方法，是通过explain来看语句的执行计划。?
更有冲击性的效果是通过缩小范围后，在这个数据下，limit67和limit68的执行计划相差很大。
两个执行计划：
LIMIT67 id:1 select_type:SIMPLE table:a type:range possible_keys:A,B,C key:B key_len:387 ref:NULL rows:2555192 Extra:Usingwhere;Usingtemporary;Usingfilesort 1rowinset(0.00sec) LIMIT68 id:1 select_type:SIMPLE table:a type:ref possible_keys:A,B,C key:A key_len:3 ref:const rows:67586 Extra:Usingwhere;Usingtemporary;Usingfilesort 1rowinset(0.00sec)
可以看到，两个语句的执行计划不同：使用的索引不同。
MySQLTips：explain的结果中，key表示最终使用的索引，rows表示使用这个索引需要扫描的行数，这是个估计值。
表中索引A定义为(f3,f4,f1,f2,f5);索引B定义为(f1,f2,f3);
一个确认
虽然rows是估计值，但是指导索引使用的依据。既然limit68能达到rows67586,说明在第一个语句优化器可选结果中，也应该有此值，为什么不会选择索引A？
先确认一下我们上面的这个结论。
MySQLTips：MySQL语法中能够用forceindex来强行要求优化器使用某一个索引。
ExplainSELECTf1,SUM(f2)CNTFROMtforceindex(A)WHEREf1ISNOTNULLANDf3=‘2014-05-12'GROUPBYPORDERBYCNTDESCLIMIT67\G id:1 select_type:SIMPLE table:a type:ref possible_keys:A key:A key_len:3 ref:const rows:67586 Extra:Usingwhere;Usingtemporary;Usingfilesort 1rowinset(0.00sec)
顺便说明，由于我们指定了forceindex，因此优化器不会考虑其他索引，possible_keys里只会显示A。我们关注的是rows:67586。这说明在limit67语句里，使用索引A也能够减少行扫描。
MySQLTips：MySQL优化器会对possiable_key中的每个可能索引都计算查询代价，选择最小代价的查询计划。
至此我们大概可以猜测，这个应该是MySQL实现上的bug：没有选择合适的索引，导致使用了明显错误的执行计划。
MySQLTips：MySQL的优化器执行期间需要依赖于表的统计信息，而统计信息是估算值，因此有可能导致得到的执行计划非最优。
但要说明的是，上述Tip是客观情况造成（可接受），但本例却是例外，因此优化器实际上可以拿到能够作出选择正确结果的数据(rows值)，但是最终选择错误。
原因分析
MySQL优化器是按照查询代价的估算值，来确定要使用的索引。计算这个估算值的过程，基本是按照“估计需要扫描的行数”来确定的。
MySQLTips：MySQL在目前集团主流使用的5.1和5.5版本中只能使用前缀索引。
因此，使用索引A只能用上字段f3，使用索引B只能用上字段f1。Rows即为使用了索引查到上下界，之后需要扫描的数据行数（估算值）。
上述的语句需要用到group和orderby，因此执行计划中都有Usingtemporary;Usingfilesort。
流程上按顺序先计算使用索引A的查询代价。
之后依次计算其他possitabe_key的查询代价。由于过程中需要排序，在得到一个暂定结果后，需要判断是否有代价更低的排序方式(test_if_cheaper_ordering)。
与之前的大同小异，也是依靠估计扫描行数来计算代价。
在这个逻辑的实现过程中，存在一个bug：在估计当前索引的区分度的时候，没有考虑到前缀索引。
即：假设表中有50w行数据，索引B(f1,f2,f3)，则计算索引区分度时，需要根据能够用上的前缀部分来确定。比如f1有1000个不同的值，则平均每个key值上的记录数为500.如(f1,f2)有10000个同的值，则平均每个组合key上的记录数为50，若(f1,f2,f3)有50w个不同的值，则平均每个组合key上的记录数为1。
MySQLTips：每个key上的记录数越少，说明使用该索引查询时效率最高。对应于showindexfromtbl输出结果中的Cardinality值越大。
在这个case下，索引B只能使用f1做前缀索引，但是在计算单key上的行平均值时用的是(f1,f2,f3)，这就导致估算用索引B估算的时候，得到的代价偏小。导致误选。
回到问题本身
1、为什么limit值大的时候反而选对了呢？
这是因为在计算B的查询代价时，查询需要返回的行数limit_rows也参与乘积，若limit值较大，则计算出来的B的代价就会更大，反而会由于代价。值超过A，而导致优化器最终选择A。
2、这个表有50w行数就，为什么limit相差为就差别这么大？
这与语句本身有关。这个语句中有groupby，这就意味着每多limit一个值，实际上需要扫描更多的行N。这里N为“表的总行数”/“表中不同的f2值”。
也就是说这个语句使得这个bug有放大作用。
解决方案
分析清楚后解决方法就比较简单了，修改代码逻辑，在执行test_if_cheaper_ordering过程中，改用字段f1的区分度来计算即可。