MySQL实战45讲 14

14 | count(*)这么慢，我该怎么办？

在开发系统的时候，你可能经常需要计算一个表的行数，比如一个交易系统的所有变更记录总数。
随着系统中记录数越来越多，select count(*) from t 语句执行得也会越来越慢
count(*) 的实现方式

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。
Q：为什么 InnoDB 不跟 MyISAM 一样，也把数字存起来呢？
A：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。
举个例子：
假设表 t 中现在有 10000 条记录，我们设计了三个用户并行的会话。

• 会话 A 先启动事务并查询一次表的总行数；
  
• 会话 B 启动事务，插入一行后记录后，查询表的总行数；
  
• 会话 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。
  

在最后一个时刻，三个会话 A、B、C 会同时查询表 t 的总行数，但拿到的结果却不同。
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会话可见，因此对于 count(*) 请求来说，InnoDB 只好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。
在执行 count(*) 操作时的优化

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。
Q：TABLE_ROWS 能代替 count(*) 吗？
A：show table status 命令输出结果是 TABLE_ROWS 。但是实际上，TABLE_ROWS 是从采样估算得来的，因此它很不准。所以，show table status 命令显示的行数也不能直接使用。
小结

• 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。
  

如果你现在有一个页面经常要显示交易系统的操作记录总数，只能自己计数
自己计数的方法以及优缺点

用缓存系统保存计数

可以用一个 Redis 服务来保存这个表的总行数。这个表每被插入一行 Redis 计数就加 1，每被删除一行 Redis 计数就减 1。
这种方式下，读和更新操作都很快
存在问题：Redis 的数据不能永久地留在内存里，缓存系统可能会丢失更新
解决方法：找一个地方把这个值定期地持久化存储起来。
存在问题：即使持久话存储，仍然可能丢失更新。试想如果刚刚在数据表中插入了一行，Redis 中保存的值也加了 1，然后 Redis 异常重启了，重启后你要从存储 redis 数据的地方把这个值读回来，而刚刚加 1 的这个计数操作却丢失了。
解决方法：Redis 异常重启以后，到数据库里面单独执行一次 count(*) 获取真实的行数，再把这个值写回到 Redis 里就可以了。异常重启毕竟不是经常出现的情况，这一次全表扫描的成本，可以接受。
存在问题：即使 Redis 正常工作，这个值还是逻辑上不精确的。
假设存在一个页面，要显示操作记录的总数，同时还要显示最近操作的 100 条记录。那么，这个页面的逻辑就需要先到 Redis 里面取出计数，再到数据表里面取数据记录。
可能存在两种情况：

• 一种是，查到的 100 行结果里面有最新插入记录，而 Redis 的计数里还没加 1；
  
• 另一种是，查到的 100 行结果里没有最新插入的记录，而 Redis 的计数里已经加了 1。
  

情况1：

会话 A 是一个插入交易记录的逻辑，往数据表里插入一行 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。
在 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，但是 Redis 的计数还没加 1。这时候，就会出现数据不一致。
情况2：

会话 B 在 T3 时刻查询的时候，Redis 计数加了 1 了，但还查不到新插入的 R 这一行，也是数据不一致的情况。
在并发系统里面，我们是无法精确控制不同线程的执行时刻的，因为存在图中的这种操作序列，所以，我们说即使 Redis 正常工作，这个计数值还是逻辑上不精确的。
两个不同的存储构成的系统，不支持分布式事务，无法拿到精确一致的视图。
在数据库保存计数（优）

这个计数直接放到数据库里单独的一张计数表 C 中
解决了崩溃丢失的问题，InnoDB 是支持崩溃恢复不丢数据的。
解决计数不精确的问题，由于事务，存在不可见，逻辑上就是一致的。

虽然会话 B 的读操作仍然是在 T3 执行的，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 还不可见。因此，会话 B 看到的结果里， 查计数值和“最近 100 条记录”看到的结果，逻辑上就是一致的。
不同的 count 用法

Q：在 select count(?) from t 这样的查询语句里面，count(*)、count(主键 id)、count(字段) 和 count(1) 等不同用法的性能，有哪些差别？
A：
count() 的语义

count() 是一个聚合函数，对于返回的结果集，一行行地判断，如果 count 函数的参数不是 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。
分析性能差别的原则

• server 层要什么就给什么；
  
• InnoDB 只给必要的值；
  
• 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，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。
Q：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
A：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，直接使用这种用法就可以了。
结论：


按照效率排序的话，count(字段)