SQL優化中,有一條放之四海而皆準的既定方針,那就是:永遠以小資料驅動大資料,其本質其實就是以小的資料樣本作為驅動查詢能夠優化查詢效率,在SQL中,涉及到不同表資料的連接、轉移、或者合并,這些操作必須得有個資料集作為“帶頭”大哥,即驅動資料,而這個驅動資料最好是資料量最小的那一個,
內大外小
在討論資料庫之前,日常開發中,我們經常會遇到資料樣本數量不一致,但是需要進行檢索的情況,比如某人在地鐵的某節車廂里撿到N臺Iphone,而車廂里正好有T個人,他應該怎么去檢索雙樣本資料,從而找到失主?
for (int i = 0; i < N; i++)
for (int j = 0; j < T; j++)
find();
一般的說法是把回圈次數少的回圈放在外面,其實,這個問題的主要原因是CPU內部的指令執行機制,現在,基本上CPU內部都有分支指令預測,就是當執行(現在大多將這一階段提前到預取指令時執行)到轉移指令時,都會直接從分支目標快取(BTB)中取出目標指令的地址,然后將要執行的指令提前預取到CPU的指令預取指令佇列中,這樣,顯然大大提高了效率,一個N次的一層回圈在執行時,除了在第一次和最后一次會預測錯誤外,其他N-i次都會預取成功,避免了執行轉移指令時重新取出新指令造成的時間浪費, 所以,當有兩層回圈,外層回圈數為N,內層為T,N遠大于T,那么最終造成的預測錯誤數為N*2+2,而如果外層數為T,內層數為N,預測錯誤數為T*2+2,顯然后者要節省更多時間,而且這個時間是很可觀的,N比T越大,這個時間差越明顯,
連表查詢
回到資料庫場景,連表查詢操作本質上其實就是掃描驅動表資料,根據條件,逐一去大表找資料,由小表作為驅動表,小表資料少,那么去大表找資料時,能減少資料的找尋量,體現在底層上也就減少了網路的IO,記憶體,自然效率就高,
不同的連表方式也會有不同的驅動表,左連接中左邊為驅動表,右邊為被驅動表;右連接中右邊為驅動表,左邊為被驅動表;內連接中Mysql會選擇資料量比較小的表作為驅動表,大表作為被驅動表,我們也可以通過EXPLANIN關鍵字查看SQL陳述句的執行計劃,從而搞清楚一次連表查詢中的驅動表到底是那一張,
底層原理
連表查詢操作時,資料庫會從頭到尾掃描驅動表,復雜度為O(n),也就是說有N條就要查N次,隨后再逐一去其它關聯表查詢資料,眾所周知,由于Mysql采用B+tree方式進行存放資料,關于B+tree,請移步:霜皮剝落紫龍鱗,下里巴人再談資料庫SQL優化,索引(一級/二級/聚簇/非聚簇)原理,因此查詢時間復雜度為O(logn),總時間復雜度即為O(n)*O(logn),說白了就是驅動資料集有多少條資料,就得在B+tree中查詢O(logn)次,
假設表n資料小于表m,則連表查詢操作時,O(n)*O(logm) 小于 O(m)*O(logn),因此小資料集作為驅動資料相對就比較有效率,
子查詢
外小內大原則也同樣適用于子查詢,當子表的資料集較小時,使用In操作,效率較高:
SELECT * FROM A WHERE ID IN (SELECT ID FROM B)
這里B表的資料量小于A表資料,很明顯B表作為查詢篩選的驅動表,
反之,當B表資料量大于外側的資料表A:
SELECT * FROM A WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM B WHERE B.ID = A.ID)
此時使用EXISTS的效率更高,因為EXISTS是將主查詢的資料放到子查詢中做條件驗證,根據驗證結果(TRUE或者FALSE)來決定主查詢的資料結果是否能夠得以保留,
結語
回圈嵌套優化原則的外小內大,資料庫SQL優化原則的以小博大,一脈相承,同出一轍,大道至簡,殊途同歸,
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