『MySQL 实战 45 讲』18 - 为什么这些SQL语句逻辑相同，性能却差异巨大

news2024/12/23 9:31:56

为什么这些SQL语句逻辑相同，性能却差异巨大

条件字段函数操作

创建一个 sql 表。该表为交易记录表，包含交易流水号（tradeid）、交易员 id（operator）、交易时间（t_modified）等字段

CREATE TABLE `tradelog` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `tradeid` varchar(32) DEFAULT NULL,
  `operator` int(11) DEFAULT NULL,
  `t_modified` datetime DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `tradeid` (`tradeid`),
  KEY `t_modified` (`t_modified`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

假设要求的是统计发生在所有年份中 7 月份的交易记录总数，可能会写出下面样式的 sql

select count(*) from tradelog where month(t_modified)=7;

由于函数计算，不会走索引，t_modified 的索引如图

在这里插入图片描述
4. 对索引字段做函数操作，可能会破坏索引值的有序性，因此优化器就决定放弃走树搜索功能
5. 优化器可以选择遍历主键索引，也可以选择遍历索引 t_modified，优化器对比索引大小后发现，索引 t_modified 更小，遍历这个索引比遍历主键索引来得更快。因此最终还是会选择索引 t_modified。但是这里是全索引扫描
在这里插入图片描述
6. 即使对于对于不改变有序性的函数，优化器也不会考虑使用索引（除非计算是在函数入参），例如

select * from tradelog where id + 1 = 10000
# 函数入参计算，这样才能用索引
# where id = 10000 -1

隐式类型转换

下面语句需要进行隐式转换，因为 tradeid 的字段类型是 varchar(32)，而输入的参数却是整型，需要全表扫描

select * from tradelog where tradeid=110717;

对于优化器来说，这个语句相当于

select * from tradelog where  CAST(tradid AS signed int) = 110717;

这就说明了，这条语句触发了上面的规则：对索引字段做函数操作，优化器会放弃走树搜索功能

隐式字符编码转换

创建另外一个表，用于记录交易的操作细节，同时插入一些数据

CREATE TABLE `trade_detail` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `tradeid` varchar(32) DEFAULT NULL,
  `trade_step` int(11) DEFAULT NULL, /*操作步骤*/
  `step_info` varchar(32) DEFAULT NULL, /*步骤信息*/
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `tradeid` (`tradeid`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

insert into tradelog values(1, 'aaaaaaaa', 1000, now());
insert into tradelog values(2, 'aaaaaaab', 1000, now());
insert into tradelog values(3, 'aaaaaaac', 1000, now());

insert into trade_detail values(1, 'aaaaaaaa', 1, 'add');
insert into trade_detail values(2, 'aaaaaaaa', 2, 'update');
insert into trade_detail values(3, 'aaaaaaaa', 3, 'commit');
insert into trade_detail values(4, 'aaaaaaab', 1, 'add');
insert into trade_detail values(5, 'aaaaaaab', 2, 'update');
insert into trade_detail values(6, 'aaaaaaab', 3, 'update again');
insert into trade_detail values(7, 'aaaaaaab', 4, 'commit');
insert into trade_detail values(8, 'aaaaaaac', 1, 'add');
insert into trade_detail values(9, 'aaaaaaac', 2, 'update');
insert into trade_detail values(10, 'aaaaaaac', 3, 'update again');
insert into trade_detail values(11, 'aaaaaaac', 4, 'commit');

查询 id=2 的交易的所有操作步骤信息

第一行显示优化器会先在交易记录表 tradelog 上查到 id=2 的行，这个步骤用上了主键索引，rows=1 表示只扫描一行
第二行 key=NULL，表示没有用上交易详情表 trade_detail 上的 tradeid 索引，进行了全表扫描

select d.* from tradelog l, trade_detail d where d.tradeid=l.tradeid and l.id=2; /*语句Q1*/

在这里插入图片描述
3. Q1 语句的执行过程

（1）是根据 id 在 tradelog 表里找到 L2 这一行
（2）是从 L2 中取出 tradeid 字段的值
（3）是根据 tradeid 值到 trade_detail 表中查找条件匹配的行。explain 的结果里面第二行的 key=NULL 表示的就是，这个过程是通过遍历主键索引的方式，一个一个地判断 tradeid 的值是否匹配

问题就出在第 3 步，单独把这一步变成 SQL 语句的话，如下

select * from trade_detail where tradeid=$L2.tradeid.value;

其中 $L2.tradeid.value 的字符集是 utf8mb4，字符集 utf8mb4 是 utf8 的超集，MySQL 内部的操作是，先把 utf8 字符串转成 utf8mb4 字符集，再做比较
也就是说，实际上这个语句等同于下面这个写法

select * from trade_detail  where CONVERT(traideid USING utf8mb4)=$L2.tradeid.value;

对索引字段做函数操作，优化器会放弃走树搜索功能。字符集不同只是条件之一，连接过程中要求在被驱动表的索引字段上加函数操作，是直接导致对被驱动表做全表扫描的原因
换个需求，如果是“查找 trade_detail 表里 id=4 的操作，对应的操作者是谁”

select l.operator from tradelog l , trade_detail d where d.tradeid=l.tradeid and d.id=4;

在这里插入图片描述
9. 这次的第 3 步语句相当于

select operator from tradelog  where traideid =$R4.tradeid.value;

按照转换规则，实际是在输入参数上使用函数，所以能使用索引

select operator from tradelog  where traideid =CONVERT($R4.tradeid.value USING utf8mb4);

所以，如果要使查 detail 表可以使用上索引，要不就修改字段的编码，要不就强制转换 tradeid 为 uft8

# 修改字段为 utf8mb4 
alter table trade_detail modify tradeid varchar(32) CHARACTER SET utf8mb4 default null;
# 强制转换 tradeid 为 uft8
select d.* from tradelog l , trade_detail d where d.tradeid=CONVERT(l.tradeid USING utf8) and l.id=2;