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MySQL中无过滤条件的count详解

程序员文章站 2022-03-27 11:57:28
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...

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)

  1. innodb引擎会遍历整张表(聚簇索引),但不取值
  2. 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
  3. 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(*)

  1. 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
  2. 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

  1. count(字段f) < count(主键id) < count(1) ≈ count(*)
  2. 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,谢谢大家对的支持。