count(*) 的实现方式
你首先要明确的是,在不同的 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了磁盘上,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地从引擎里面读出来,然后累积计数。
这里需要注意的是,我们在这篇文章里讨论的是没有过滤条件的 count(*),如果加了 where 条件的话,MyISAM 表也是不能返回得这么快的。由于使用 InnoDB不论是在事务支持、并发能力还是在数据安全方面,InnoDB 都优于 MyISAM。
InnoDB:事务支持: redolog持久性,undolog原子性,mvcc+锁隔离级别;并发:行锁而不是简单的表级锁;数据安全:数据要持久化到磁盘。
这是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“应该返回多少行”也是不确定的,要扫描了之后才知道行数。
在MVCC默认隔离级别可重复读的影响下,对于 count(*) 请求来说,InnoDB 只能把数据一行一行地读出依次判断,可见的行才能够用于计算“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 优化器会找到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。
B+树只有叶子结点上有数据,全部遍历其实就是对叶子结点的链表进行遍历。此时如果遍历主键索引树,由于其叶子结点上存放的是完整的行信息,对于一个数据页而言其行密度会比较小,最终导致要扫描的数据页较多,进而IO开销也比较大。如果遍历第二索引树,其叶子结点只存放主键信息,其数据页的行密度比较大,最终扫描的数据页较少,节省了IO开销。
小结:
MyISAM 表虽然 count() 很快,但是不支持事务;
show table status 命令中的 TABLE_ROWS 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?
将计数保存在缓存系统中的方式,不仅存在丢失更新的问题。即使 Redis 正常工作,这个值还是逻辑上不精确的,因为在并发系统里面,我们无法精确控制不同线程的执行时刻的,所以无法保证redis计数的准确性。
redis持久化有RDB和AOF两种方式;RDB按照备份策略,比如60秒1000个k-v被修改,备份过程中宕机,那么这个阶段的所有更新都会丢失;AOF按照备份策略,比如 appendfsync always 策略,同步记录所执行的指令到日志文件,但是它的日志和mysql的WAL不同,它是写后日志,可能指令执行后写日之前宕机,那这个数据就丢失了,虽然丢失数据较少且概率较低,但依然存在这个可能。
不同的 count 用法
对于 count(主键 id) 来说,InnoDB 引擎会遍历整张表,把每一行的 id 值都取出来,返回给 server 层。server 层拿到 id 后,判断是不可能为空的,就按行累加。
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。
单看这两个用法的差别的话,你能对比出来,count(1) 执行得要比 count(主键 id) 快。因为从引擎返回 id 会涉及到解析数据行,以及拷贝字段值的操作。
对于 count(字段) 来说:
- 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;
- 如果这个“字段”定义允许为 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。
也就是前面的第一条原则,server 层要什么字段,InnoDB 就返回什么字段。
但是 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。
看到这里,你一定会说,优化器就不能自己判断一下吗,主键 id 肯定非空啊,为什么不能按照 count(*) 来处理,多么简单的优化啊。
当然,MySQL 专门针对这个语句进行优化,也不是不可以。但是这种需要专门优化的情况太多了,而且 MySQL 已经优化过 count(*) 了,你直接使用这种用法就可以了。
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,尽量使用 count(*)。
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