count(*)
實現
1、MyISAM：將表的總行數存放在磁盤上，針對無過濾條件的查詢可以直接返回
如果有過濾條件的count(*)，MyISAM也不能很快返回
2、InnoDB：從存儲引擎一行行地讀出數據，然后累加計數
由于MVCC，在同一時刻，InnoDB應該返回多少行是不確定
樣例
假設表t有10000條記錄
| 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） |
最后時刻三個會話同時查詢t的總行數，拿到的結果卻是不同的
InnoDB默認事務隔離級別是RR，通過MVCC實現
- 每個事務都需要判斷每一行記錄是否對自己可見
優化
1、InnoDB是索引組織表
- 聚簇索引樹：葉子節點是數據
- 二級索引樹：葉子節點是主鍵值
2、二級索引樹占用的空間比聚簇索引樹小很多
3、優化器會在保證邏輯正確的前提下，遍歷最小的索引樹，盡量減少掃描的數據量
- 針對無過濾條件的count操作，無論遍歷哪一顆索引樹，效果都是一樣的
- 優化器會為count(*)選擇最優的索引樹
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同樣通過采樣來估算（非常不精確），誤差能到40%~50%
維護計數
緩存
方案
- 用Redis來保存表的總行數（無過濾條件）
- 這個表每插入一行，Redis計數+1，每刪除一行，Redis計數-1
缺點
丟失更新
1、Redis可能會丟失更新
2、解決方案：Redis異常重啟后，到數據庫執行一次count(*)
- 異常重啟并不常見，這時全表掃描的成本是可以接受的
邏輯不精確 – 致命
1、場景：顯示操作記錄的總數和最近操作的100條記錄
2、Redis和MySQL是兩個不同的存儲系統，不支持分布式事務，因此無法拿到精確的一致性視圖
時序A
session B在T3時刻，查到的100行結果里面有最新插入的記錄，但Redis還沒有+1，邏輯不一致
| 時刻 | session A | session B |
|---|---|---|
| T1 | ||
| T2 | 插入一行數據R; | |
| T3 |
讀取Redis計數; 查詢最近100條記錄; |
|
| T4 | Redis計數+1; |
時序B
session B在T3時刻，查到的100行結果里面沒有最新插入的記錄，但Redis已經+1，邏輯不一致
| 時刻 | session A | session B |
|---|---|---|
| T1 | ||
| T2 | Redis計數+1; | |
| T3 |
讀取Redis計數; 查詢最近100條記錄; |
|
| T4 | 插入一行數據R; |
數據庫
- 把計數值放到數據庫單獨的一張計數表C中
- 利用InnoDB的crash-safe的特性，解決了崩潰丟失的問題
- 利用InnoDB的支持事務的特性，解決了一致性視圖的問題
- session B在T3時刻，session A的事務還未提交，表C的計數值+1對自己不可見，邏輯一致
| 時刻 | session A | session B |
|---|---|---|
| T1 | ||
| T2 |
BEGIN; 表C中的計數值+1; |
|
| T3 |
BEGIN; 讀表C計數值; 查詢最新100條記錄; COMMIT; |
|
| T4 |
插入一行數據R; COMMIT; |
count的性能
語義
1、count()是一個聚合函數，對于返回的結果集，一行一行地進行判斷
如果count函數的參數值不是NULL，累計值+1，否則不加，最后返回累計值
2、count(字段F)
- 字段F有可能為NULL
- 表示返回滿足條件的結果集里字段F不為NULL的總數
3、count(主鍵ID)、count(1)、count(*)
- 不可能為NULL
- 表示返回滿足條件的結果集的總數
4、Server層要什么字段，InnoDB引擎就返回什么字段
- count(*)例外，不返回整行，只返回空行
性能對比
count(字段F)
1、如果字段F定義為不允許為NULL，一行行地從記錄里讀出這個字段，判斷通過后按行累加
- 通過表結構判斷該字段是不可能為NULL
2、如果字段F定義為允許NULL，一行行地從記錄里讀出這個字段，判斷通過后按行累加
- 通過表結構判斷該字段是有可能為NULL
- 判斷該字段值是否實際為NULL
3、如果字段F上沒有二級索引，只能遍歷整張表（聚簇索引）
4、由于InnoDB必須返回字段F，因此優化器能做出的優化決策將減少
- 例如不能選擇最優的索引來遍歷
count(主鍵ID)
- InnoDB會遍歷整張表（聚簇索引），把每一行的id值取出來，返回給Server層
- Server層拿到id后，判斷為不可能為NULL，然后按行累加
- 優化器可能會選擇最優的索引來遍歷
count(1)
- InnoDB引擎會遍歷整張表（聚簇索引），但不取值
- Server層對于返回的每一行，放一個數字1進去，判斷是不可能為NULL，按行累加
- count(1)比count(主鍵ID)快，因為count(主鍵ID)會涉及到兩部分操作
- 解析數據行
- 拷貝字段值
count(*)
- count(*)不會把所有值都取出來，而是專門做了優化，不取值，因為『*』肯定不為NULL，按行累加
- 不取值：InnoDB返回一個空行，告訴Server層不是NULL，可以計數
效率排序
- count(字段F) < count(主鍵ID) < count(1) ≈ count(*)
- 盡量使用count(*)
樣例
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)
無索引
user_ids上無索引，而InnoDB又必須返回user_ids字段，只能遍歷聚簇索引
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，可以遍歷uniq_serial_id_source_index
2、但由于InnoDB必須返回serial_id字段，因此不會遍歷邏輯結果等價的更優選擇idx_create_time
- 如果選擇idx_create_time，并且返回serial_id字段，這意味著必須回表
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(主鍵ID)
優化器選擇了最優的索引idx_create_time來遍歷，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)
參考資料
《MySQL實戰45講》
總結
以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對服務器之家的支持。
