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MySQL group by語句如何優(yōu)化

更新時間：2020年11月10日 10:53:48 作者：AsiaYe

這篇文章主要介紹了MySQL group by語句如何優(yōu)化，幫助大家更好的理解和使用MySQL數(shù)據(jù)庫，感興趣的朋友可以了解下

在MySQL中，新建立一張表，該表有三個字段，分別是id，a，b，插入1000條每個字段都相等的記錄，如下：

mysql> show create table t1\G
*************************** 1. row ***************************
    Table: t1
Create Table: CREATE TABLE `t1` (
 `id` int(11) NOT NULL,
 `a` int(11) DEFAULT NULL,
 `b` int(11) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`),
 KEY `a` (`a`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)
mysql> select * from t1 limit 10;
+----+------+------+
| id | a  | b  |
+----+------+------+
| 1 |  1 |  1 |
| 2 |  2 |  2 |
| 3 |  3 |  3 |
| 4 |  4 |  4 |
| 5 |  5 |  5 |
| 6 |  6 |  6 |
| 7 |  7 |  7 |
| 8 |  8 |  8 |
| 9 |  9 |  9 |
| 10 |  10 |  10 |
+----+------+------+
10 rows in set (0.00 sec)

當(dāng)我們執(zhí)行下面包含group by的SQL時，查看執(zhí)行計劃，可以看到：

mysql> explain select id%10 as m, count(*) as c from t1 group by m limit 10;
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra                    |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------+
| 1 | SIMPLE   | t1  | NULL    | index | PRIMARY,a   | a  | 5    | NULL | 1000 |  100.00 | Using index; Using temporary; Using filesort |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

最后面有：

using index：覆蓋索引
using temporary：使用了內(nèi)存臨時表
using filesort：使用了排序操作

為了更好的理解這個group by語句的執(zhí)行過程，我畫一個圖來表示：

對照上面這個表，我們不難發(fā)現(xiàn)，這個group by的語句執(zhí)行流程是下面這樣的：

a、首先創(chuàng)建內(nèi)存臨時表，內(nèi)存表里有兩個字段m和c，主鍵是m；m是id%10，而c是統(tǒng)計的count(*) 個數(shù)

b、掃描表t1的索引a，依次取出葉子節(jié)點上的id值，計算id%10的結(jié)果，記為x；此時如果臨時表中沒有主鍵為x的行，就插入一個記錄(x,1);如果表中有主鍵為x的行，就將x這一行的c值加1；

c、遍歷完成后，再根據(jù)字段m做排序，得到結(jié)果集返回給客戶端。（注意，這個排序的動作是group by自動添加的。）

如果我們不想讓group by語句幫我們自動排序，可以添加上order by null在語句的末尾，這樣就可以去掉order by之后的排序過程了。如下：

mysql> explain select id%10 as m, count(*) as c from t1 group by m order by null;
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+------+----------+------------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra            |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+------+----------+------------------------------+
| 1 | SIMPLE   | t1  | NULL    | index | PRIMARY,a   | a  | 5    | NULL | 1000 |  100.00 | Using index; Using temporary |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+------+----------+------------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

可以看到，explain最后面的using filesort字樣已經(jīng)不見了。再來看下結(jié)果：

mysql> select id%10 as m, count(*) as c from t1 group by m;
+------+-----+
| m  | c  |
+------+-----+
|  0 | 100 |
|  1 | 100 |
|  2 | 100 |
|  3 | 100 |
|  4 | 100 |
|  5 | 100 |
|  6 | 100 |
|  7 | 100 |
|  8 | 100 |
|  9 | 100 |
+------+-----+
10 rows in set (0.00 sec)
mysql> select id%10 as m, count(*) as c from t1 group by m order by null;
+------+-----+
| m  | c  |
+------+-----+
|  1 | 100 |
|  2 | 100 |
|  3 | 100 |
|  4 | 100 |
|  5 | 100 |
|  6 | 100 |
|  7 | 100 |
|  8 | 100 |
|  9 | 100 |
|  0 | 100 |
+------+-----+
10 rows in set (0.00 sec)

當(dāng)我們不加order by null的時候，group by會自動為我們進(jìn)行排序，所以m=0的記錄會在第一條的位置，如果我們加上order by null，那么group by就不會自動排序，那么m=0的記錄就在最后面了。

我們當(dāng)前這個語句，表t1中一共有1000條記錄，對10取余，只有10個結(jié)果，在內(nèi)存臨時表中還可以放下，內(nèi)存臨時表在MySQL中，通過tmp_table_size來控制。

mysql> show variables like "%tmp_table%";
+----------------+----------+
| Variable_name | Value  |
+----------------+----------+
| max_tmp_tables | 32    |
| tmp_table_size | 39845888 |
+----------------+----------+
2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)

當(dāng)我們的結(jié)果足夠大，而內(nèi)存臨時表不足以保存的時候，MySQL就會使用磁盤臨時表，整個訪問的速度就變得很慢了。那么針對group by操作，我們?nèi)绾蝺?yōu)化？

01

group by優(yōu)化之索引

從上面的描述中不難看出，group by進(jìn)行分組的時候，創(chuàng)建的臨時表都是帶一個唯一索引的。如果數(shù)據(jù)量很大，group by的執(zhí)行速度就會很慢，要想優(yōu)化這種情況，還得分析為什么group by 需要臨時表？

這個問題其實是因為group by的邏輯是統(tǒng)計不同的值出現(xiàn)的次數(shù)，由于每一行記錄做group by之后的結(jié)果都是無序的，所以就需要一個臨時表存儲這些中間結(jié)果集。如果我們的所有值都是排列好的，有序的，那情況會怎樣呢？

例如，我們有個表的記錄id列是：

0,0,0,1,1,2,2,2,2,3,4,4，

當(dāng)我們使用group by的時候，就直接從左到右，累計相同的值即可。這樣就不需要臨時表了。

上面的結(jié)構(gòu)我們也不陌生，當(dāng)我們以在某個數(shù)據(jù)列上創(chuàng)建索引的時候，這個列本身就是排序的，當(dāng)group by是以這個列為條件的時候，那么這個過程就不需要排序，因為索引是自然排序的。為了實現(xiàn)這個優(yōu)化，我們給表t1新增一個列z，如下：

mysql> alter table t1 add column z int generated always as(id % 10), add index(z);
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0

mysql> select z as m, count(*) as c from t1 group by z;
+------+-----+
| m  | c  |
+------+-----+
|  0 | 100 |
|  1 | 100 |
|  2 | 100 |
|  3 | 100 |
|  4 | 100 |
|  5 | 100 |
|  6 | 100 |
|  7 | 100 |
|  8 | 100 |
|  9 | 100 |
+------+-----+
10 rows in set (0.00 sec)

mysql> explain select z as m, count(*) as c from t1 group by z;
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra    |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| 1 | SIMPLE   | t1  | NULL    | index | z       | z  | 5    | NULL | 1000 |  100.00 | Using index |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

我們新增字段z，z的值是id%10之后的值，并且創(chuàng)建索引，再通過group by對這個z列進(jìn)行分組，可以看到，結(jié)果中已經(jīng)沒有臨時表了。

所以，使用索引可以幫助我們?nèi)サ鬵roup by依賴的臨時表

02

group by優(yōu)化---直接排序

如果我們已經(jīng)知道表的數(shù)據(jù)量特別大，內(nèi)存臨時表肯定不足以容納排序的時候，其實我們可以通過告知group by進(jìn)行磁盤排序，而直接跳過內(nèi)存臨時表的排序過程。

其實在MySQL中是有這樣的方法的：在group by語句中加入SQL_BIG_RESULT這個提示（hint），就可以告訴優(yōu)化器：這個語句涉及的數(shù)據(jù)量很大，請直接用磁盤臨時表。當(dāng)我們使用這個語句的時候，MySQL將自動利用數(shù)組的方法來組織磁盤臨時表中的字段，而不是我們所周知的B+樹。關(guān)于這個知識點，這里給出官方文檔的介紹：

SQL_BIG_RESULT or SQL_SMALL_RESULT can be used with GROUP BY or DISTINCT to tell the optimizer that the result set has many rows or is small, respectively. For SQL_BIG_RESULT, MySQL directly uses disk-based temporary tables if they are created, and prefers sorting to using a temporary table with a key on the GROUP BY elements. For SQL_SMALL_RESULT, MySQL uses in-memory temporary tables to store the resulting table instead of using sorting. This should not normally be needed.

整個group by的處理過程將會變成：

a、初始化sort_buffer，確定放入一個整型字段，記為m；

b、掃描表t1的索引a，依次取出里面的id值, 將 id%100的值存入sort_buffer中；

c、掃描完成后，對sort_buffer的字段m做排序（如果sort_buffer內(nèi)存不夠用，就會利用磁盤臨時文件輔助排序）；

d、排序完成后，就得到了一個有序數(shù)組。類似0,0,0,1,1,2,2,3,3,3,4,4,4,4這樣

e、根據(jù)有序數(shù)組，得到數(shù)組里面的不同值，以及每個值的出現(xiàn)次數(shù)。

昨天的文章中我們分析了union 語句會使用臨時表，今天的內(nèi)容我們分析了group by語句使用臨時表的情況，那么MySQL究竟什么時候會使用臨時表呢？

MySQL什么時候會使用內(nèi)部臨時表？

1、如果語句執(zhí)行過程可以一邊讀數(shù)據(jù)，一邊直接得到結(jié)果，是不需要額外內(nèi)存的，否則就需要額外的內(nèi)存，來保存中間結(jié)果；

2、如果執(zhí)行邏輯需要用到二維表特性，就會優(yōu)先考慮使用臨時表。比如union需要用到唯一索引約束， group by還需要用到另外一個字段來存累積計數(shù)。

以上就是MySQL group by語句如何優(yōu)化的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于MySQL group by優(yōu)化的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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