MySQL中无过滤条件的count详解
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了MySQL中无过滤条件的count详解，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含9365字，纯文字阅读大概需要14分钟。
内容图文
count(*)
实现
1、MyISAM：将表的总行数存放在磁盘上，针对无过滤条件的查询可以直接返回
如果有过滤条件的count(*)，MyISAM也不能很快返回
2、InnoDB：从存储引擎一行行地读出数据，然后累加计数
由于MVCC，在同一时刻，InnoDB应该返回多少行是不确定
样例
假设表t有10000条记录
| session A | session B | session C |
|---|---|---|
| BEGIN; | ||
| SELECT COUNT(*) FROM t;（返回10000） | ||
| INSERT INTO t;（插入一行） | ||
| BEGIN; | ||
| INSERT INTO t（插入一行）; | ||
| SELECT COUNT(*) FROM t;（返回10000） | SELECT COUNT(*) FROM t;（返回10002） | SELECT COUNT(*) FROM T;（返回10001） |
最后时刻三个会话同时查询t的总行数，拿到的结果却是不同的
InnoDB默认事务隔离级别是RR，通过MVCC实现
- 每个事务都需要判断每一行记录是否对自己可见
优化
1、InnoDB是索引组织表
- 聚簇索引树：叶子节点是数据
- 二级索引树：叶子节点是主键值
2、二级索引树占用的空间比聚簇索引树小很多
3、优化器会在保证逻辑正确的前提下，遍历最小的索引树，尽量减少扫描的数据量
- 针对无过滤条件的count操作，无论遍历哪一颗索引树，效果都是一样的
- 优化器会为count(*)选择最优的索引树
show table status
mysql> SHOW TABLE STATUS\G; *************************** 1. row *************************** Name: t Engine: InnoDB Version: 10 Row_format: Dynamic Rows: 100256 Avg_row_length: 47 Data_length: 4734976 Max_data_length: 0 Index_length: 5275648 Data_free: 0 Auto_increment: NULL Create_time: 2019-02-01 17:49:07 Update_time: NULL Check_time: NULL Collation: utf8_general_ci Checksum: NULL Create_options: Comment:
SHOW TABLE STATUS同样通过采样来估算（非常不精确），误差能到40%~50%
维护计数
缓存
方案
- 用Redis来保存表的总行数（无过滤条件）
- 这个表每插入一行，Redis计数+1，每删除一行，Redis计数-1
缺点
丢失更新
1、Redis可能会丢失更新
2、解决方案：Redis异常重启后，到数据库执行一次count(*)
- 异常重启并不常见，这时全表扫描的成本是可以接受的
逻辑不精确 – 致命
1、场景：显示操作记录的总数和最近操作的100条记录
2、Redis和MySQL是两个不同的存储系统，不支持分布式事务，因此无法拿到精确的一致性视图
时序A
session B在T3时刻，查到的100行结果里面有最新插入的记录，但Redis还没有+1，逻辑不一致
| 时刻 | session A | session B |
|---|---|---|
| T1 | ||
| T2 | 插入一行数据R; | |
| T3 | 读取Redis计数; 查询最近100条记录; |
|
| T4 | Redis计数+1; |
时序B
session B在T3时刻，查到的100行结果里面没有最新插入的记录，但Redis已经+1，逻辑不一致
| 时刻 | session A | session B |
|---|---|---|
| T1 | ||
| T2 | Redis计数+1; | |
| T3 | 读取Redis计数; 查询最近100条记录; |
|
| T4 | 插入一行数据R; |
数据库
- 把计数值放到数据库单独的一张计数表C中
- 利用InnoDB的crash-safe的特性，解决了崩溃丢失的问题
- 利用InnoDB的支持事务的特性，解决了一致性视图的问题
- session B在T3时刻，session A的事务还未提交，表C的计数值+1对自己不可见，逻辑一致
| 时刻 | session A | session B |
|---|---|---|
| T1 | ||
| T2 | BEGIN; 表C中的计数值+1; |
|
| T3 | BEGIN; 读表C计数值; 查询最新100条记录; COMMIT; |
|
| T4 | 插入一行数据R; COMMIT; |
count的性能
语义
1、count()是一个聚合函数，对于返回的结果集，一行一行地进行判断
如果count函数的参数值不是NULL，累计值+1，否则不加，最后返回累计值
2、count(字段F)
- 字段F有可能为NULL
- 表示返回满足条件的结果集里字段F不为NULL的总数
3、count(主键ID)、count(1)、count(*)
- 不可能为NULL
- 表示返回满足条件的结果集的总数
4、Server层要什么字段，InnoDB引擎就返回什么字段
- count(*)例外，不返回整行，只返回空行
性能对比
count(字段F)
1、如果字段F定义为不允许为NULL，一行行地从记录里读出这个字段，判断通过后按行累加
- 通过表结构判断该字段是不可能为NULL
2、如果字段F定义为允许NULL，一行行地从记录里读出这个字段，判断通过后按行累加
- 通过表结构判断该字段是有可能为NULL
- 判断该字段值是否实际为NULL
3、如果字段F上没有二级索引，只能遍历整张表（聚簇索引）
4、由于InnoDB必须返回字段F，因此优化器能做出的优化决策将减少
- 例如不能选择最优的索引来遍历
count(主键ID)
- InnoDB会遍历整张表（聚簇索引），把每一行的id值取出来，返回给Server层
- Server层拿到id后，判断为不可能为NULL，然后按行累加
- 优化器可能会选择最优的索引来遍历
count(1)
- InnoDB引擎会遍历整张表（聚簇索引），但不取值
- Server层对于返回的每一行，放一个数字1进去，判断是不可能为NULL，按行累加
- count(1)比count(主键ID)快，因为count(主键ID)会涉及到两部分操作
- 解析数据行
- 拷贝字段值
count(*)
- count(*)不会把所有值都取出来，而是专门做了优化，不取值，因为『*』肯定不为NULL，按行累加
- 不取值：InnoDB返回一个空行，告诉Server层不是NULL，可以计数
效率排序
- count(字段F) < count(主键ID) < count(1) ≈ count(*)
- 尽量使用count(*)
样例
mysql> SHOW CREATE TABLE prop_action_batch_reward\G; *************************** 1. row *************************** Table: prop_action_batch_reward Create Table: CREATE TABLE `prop_action_batch_reward` ( `id` bigint(20) NOT NULL, `source` int(11) DEFAULT NULL, `serial_id` bigint(20) NOT NULL, `create_time` datetime NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, `user_ids` mediumtext, `serial_index` tinyint(4) DEFAULT '0', PRIMARY KEY (`id`), UNIQUE KEY `uniq_serial_id_source_index` (`serial_id`,`source`,`serial_index`), KEY `idx_create_time` (`create_time`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
count(字段F)
无索引
user_ids上无索引，而InnoDB又必须返回user_ids字段，只能遍历聚簇索引
mysql> EXPLAIN SELECT COUNT(user_ids) FROM prop_action_batch_reward; +----+-------------+--------------------------+------+---------------+------+---------+------+----------+-------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+--------------------------+------+---------------+------+---------+------+----------+-------+ | 1 | SIMPLE | prop_action_batch_reward | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 16435876 | NULL | +----+-------------+--------------------------+------+---------------+------+---------+------+----------+-------+ mysql> SELECT COUNT(user_ids) FROM prop_action_batch_reward; +-----------------+ | count(user_ids) | +-----------------+ | 17689788 | +-----------------+ 1 row in set (10.93 sec)
有索引
1、serial_id上有索引，可以遍历uniq_serial_id_source_index
2、但由于InnoDB必须返回serial_id字段，因此不会遍历逻辑结果等价的更优选择idx_create_time
- 如果选择idx_create_time，并且返回serial_id字段，这意味着必须回表
mysql> EXPLAIN SELECT COUNT(serial_id) FROM prop_action_batch_reward; +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------------------+---------+------+----------+-------------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------------------+---------+------+----------+-------------+ | 1 | SIMPLE | prop_action_batch_reward | index | NULL | uniq_serial_id_source_index | 15 | NULL | 16434890 | Using index | +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------------------+---------+------+----------+-------------+ mysql> SELECT COUNT(serial_id) FROM prop_action_batch_reward; +------------------+ | count(serial_id) | +------------------+ | 17705069 | +------------------+ 1 row in set (5.04 sec)
count(主键ID)
优化器选择了最优的索引idx_create_time来遍历，而非聚簇索引
mysql> EXPLAIN SELECT COUNT(id) FROM prop_action_batch_reward; +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------+---------+------+----------+-------------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------+---------+------+----------+-------------+ | 1 | SIMPLE | prop_action_batch_reward | index | NULL | idx_create_time | 5 | NULL | 16436797 | Using index | +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------+---------+------+----------+-------------+ mysql> SELECT COUNT(id) FROM prop_action_batch_reward; +-----------+ | count(id) | +-----------+ | 17705383 | +-----------+ 1 row in set (4.54 sec)
count(1)
mysql> EXPLAIN SELECT COUNT(1) FROM prop_action_batch_reward; +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------+---------+------+----------+-------------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------+---------+------+----------+-------------+ | 1 | SIMPLE | prop_action_batch_reward | index | NULL | idx_create_time | 5 | NULL | 16437220 | Using index | +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------+---------+------+----------+-------------+ mysql> SELECT COUNT(1) FROM prop_action_batch_reward; +----------+ | count(1) | +----------+ | 17705808 | +----------+ 1 row in set (4.12 sec)
count(*)
mysql> EXPLAIN SELECT COUNT(*) FROM prop_action_batch_reward; +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------+---------+------+----------+-------------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------+---------+------+----------+-------------+ | 1 | SIMPLE | prop_action_batch_reward | index | NULL | idx_create_time | 5 | NULL | 16437518 | Using index | +----+-------------+--------------------------+-------+---------------+-----------------+---------+------+----------+-------------+ mysql> SELECT COUNT(*) FROM prop_action_batch_reward; +----------+ | count(*) | +----------+ | 17706074 | +----------+ 1 row in set (4.06 sec)
参考资料
《MySQL实战45讲》
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对脚本之家的支持。
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内容总结
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