MySQL实践篇-count(*)分析

count(*)这么慢,该怎么办?

count(*)的实现方式

首先在MySQL引擎中,count(*)有不同的实现方式。

  • MyISAM引擎把一个表的总行数存在磁盘上,因此执行count(*)的时候会直接返回这个数,效率很高;
  • 而InnoDB引擎就麻烦了,它执行count(*)的时候,需要把数据一行一行的从引擎里面读出来,然后累积计数。

这里讨论的是没有过滤条件的count(*),如果是加入了where条件的话,MyISAM表也是不能返回得这么快的。

为什么InnoDB不跟MyISAM一样,也把数字存起来呢?

因为即使是在同一个时刻的多个查询,由于多版本并发控制(MVCC)的原因,InnoDB表”应该放回多少行”也是不确定的。

假设表t中现在有10000条记录,设计三个用户并行回话。

  • 回话A先启动事务并查询一次表的总行数;
  • 回话B启动事务,插入一行记录后,查询表的总行数;
  • 回话C先启动一个单独的语句,插入一行记录后,查询表的总行数。

这和InnoDB的事务设计有关系,可重复读是它默认的隔离级别,在代码上就是通过多版本并发控制,也就是MVCC来实现的。每一行记录都要判断自己是否对这个回话可见,因此对于count(*)请求来说,InnoDB只好把数据一行一行地一次判断出来,可见的行能用于计算“基于这个查询”的表的总行数。

InnoDB是索引组织表,主键索引树的叶子节点是数据,而普通索引树的叶子节点是主键值。所以,普通索引树比主键索引树小很多。对于count(*)这样的操作,遍历哪个索引树得到的结果逻辑上都是一样的。因此,MySQL优化器会知道最小的那棵树来遍历。在保证逻辑正确的前提下,尽量减少扫描的数据量,是数据库系统设计的通用法则之一。

show table status 执行后结果里面有一个TABLE_ROWS用于显示这个表当前有多少行,这个命令执行挺快的,那这个TABLE_ROWS不能代替count(*);

索引统计的值是通过采样估算的。TABLE_ROWS就是从这个采样估算出来的,因此它也不准。官方误差在40%-50%

  • MyISAM表虽然count(*)很快,但是不支持事务;
  • show table status 命令虽然返回很快,但是不准确;
  • InnoDB表直接count(*)会遍历全表,虽然结果准确,但会导致性能问题。

用缓存系统保存计数

利用redis做为总记录数的缓存,但是不能保证准确性,除了丢失更新的问题,即使Redis正常工作,这个值还是逻辑上不精确的。

  1. 查到100行结果里面有新插入的记录,而Redis的计数里还没有加1;
  2. 查到100行记过里面没有新插入的记录,而Redis的计数里已经加1;

会话A是一个插入交易记录的逻辑,往数据表插入一行R,然后Redis计数加1;会话B就是查询页面显示时需要的数据。

T3时刻会话B来查询的时候,会显示出新插入的R这个记录,答案是Redis的计数还没有加1.这时候,就会出现我们说的数据不一致。

如果是先加Redis再插入数据,那么数据还是不一致。

在数据库保存计数

缓存计数不精确,如果我们把这个计数直接放到数据库里单独的一张计数C中,又会怎么样呢?

首先,这解决了崩溃丢失的问题,InnoDB是支持崩溃恢复不丢数据的。

计数精确的问题我们利用事务来保证

虽然回话B的读操作仍然是在T3执行,但是因为这时候更新事务还没有提交,所以计数值加1这个操作对会话B还是不可见的。

不同count用法

count()的语义。count()是一个聚合函数,对于返回的结果集,一行一行地判断,如果count函数的参数不null,累计值就加1,否则不加。最后返回累计值。

所以,count(*)、count(主键ID)和count(1)都表示返回满足条件的结果集的总行数;而count(字段),则表示返回满足条件的数据行里面,参数“字段”不为NULL的总个数。

至于分析性能差别的时候,有这么几个原则:

  1. server层要什么就给什么;
  2. InnoDB只给必要的值;
  3. 现在的优化器只优化了count(*)的语义为“取行数”,其他“显而易见”的优化并没有做。

对于count(主键id)来说

InnoDB引擎会遍历整张表,把每一行的id值取出来,返回给server层。server层拿到id后,判断是不可能为空的,按行累加。

对于count(1)来说

InnoDB引擎遍历整张表,但不取值。server层对于返回的每一行,放一个数字1进去,判断是不可能为空的,按行累加。

对于count(字段)来说

  1. 如果这个“字段”是定义为not null的话,一行行地从记录里面读出这个字段,判断不能为null,按行累加;
  2. 如果这个“字段”定于允许为null,那么执行的时候,判断到有可能是null,还要把值取出来再判断一下,不是null才累加。

count(*)是例外

并不会把全部字段取出来,而是专门做了优化,不取值。count(*)肯定不是null,按行累加。

所以结论是:按照效率排序的话,count(字段)<count(主键ID)<count(1)~count(),所以建议使用count();