震惊! 阿里的程序员也不过如此,竟被一个简单的 SQL 查询难住
码农唐磊 程序猿石头
(请原谅我, 标题党一回, 花几分钟看看, 或许对你有帮助)
背景
最近工作上遇到一个”神奇”的问题, 或许对大家有帮助, 因此形成本文.
问题大概是, 我有两个表 TableA, TableB, 其中 TableA 表大概百万行级别(存量业务数据), TableB 表几行(新业务场景, 数据还未膨胀起来), 语义上 TableA.columnA = TableB.columnA, 其中 columnA 上建立了索引, 但查询的时候确巨慢无比, 基本上到 5-6 秒, 明显跟预期不符合.
下面我以一个具体的例子来说明吧, 模拟其中的 SQL 查询场景.
场景重现
- user_info 表, 为了场景尽量简单, 我只 mock 了其中的三列数据.
- user_score 表, 其中 uid 和 user_info.uid 语义一致.
- 其中数据情况如下, 都是很常见的场景.
- 索引情况是
- 查询业务场景: 已知 user_score.id, 需要关联查询对应user_info的信息, (大家先忽略这个具体业务场景是否合理哈). 那么对应的 SQL 很自然的如下:
请忽略其中的数据, 我刚开始 mock 了 100W, 然后又重复导入了两遍, 因此数据有一些重复. 300W 数据, 最后查询出来也是 1.18 秒. 按道理应该更快的. 老规矩 explain 看看啥情况?
发现 user_info表没用上索引, 全表扫描近 300W 数据? 现象是这样, 为什么呢?
你不妨思考一下, 如果你遇到这种场景, 应该怎么去排查?
(分割线, 花 10 秒想想?)
我当时也是”一顿操作猛如虎”, 然并卵? 尝试了什么多种 sql 写法来完成这个操作. 比如更换Join表的顺序(驱动表/被驱动表), 再比如用子查询. 最终, 还是没有结果. 但直接单表查询写 SQL 确能用上索引.
问题解决
尝试更换检索条件, 比如更换 uid 直接关联查询, 索引仍然用不上, 差点放弃了都. 在准备求助 DBA 前, 看了下表的建表语句.
完全有理由怀疑因为字符集不一致的问题导致索引失效的问题了.
于是修改了小表(真实线上环境可别乱操作)的字符集与大表一致, 再测试下.
mysql> select * from user_score us
-> inner join user_info ui on us.uid = ui.uid
-> where us.id = 5;
+----+-----------+-------+---------+-----------+---------+
| id | uid | score | id | uid | name |
+----+-----------+-------+---------+-----------+---------+
| 5 | 111111111 | 100 | 1 | 111111111 | tanglei |
| 5 | 111111111 | 100 | 3685399 | 111111111 | tanglei |
| 5 | 111111111 | 100 | 3685400 | 111111111 | tanglei |
| 5 | 111111111 | 100 | 3685401 | 111111111 | tanglei |
| 5 | 111111111 | 100 | 3685402 | 111111111 | tanglei |
| 5 | 111111111 | 100 | 3685403 | 111111111 | tanglei |
+----+-----------+-------+---------+-----------+---------+
6 rows in set (0.00 sec)
mysql> explain
-> select * from user_score us
-> inner join user_info ui on us.uid = ui.uid
-> where us.id = 5;
+----+-------------+-------+-------+-------------------+-----------+---------+-------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+-------------------+-----------+---------+-------+------+-------+
| 1 | SIMPLE | us | const | PRIMARY,index_uid | PRIMARY | 4 | const | 1 | NULL |
| 1 | SIMPLE | ui | ref | index_uid | index_uid | 194 | const | 6 | NULL |
+----+-------------+-------+-------+-------------------+-----------+---------+-------+------+-------+
2 rows in set (0.00 sec)
果然 work 了.
挖掘根因
其实深究原因, 就是网上各种 MySQL军规/规约所提到的, “索引列不要参与计算”. 这次这个 case, 如果知道 explain extended + show warnings 这个工具的话, (以前都不知道explain后面还能加 extended 参数), 可能就尽早”恍然大悟”了. (最新的 MySQL 8.0版本貌似不需要另外加这个关键字).
看下效果. (啊, 我还得把字符集改回去!!!)
mysql> explain extended select * from user_score us inner join user_info ui on us.uid = ui.uid where us.id = 5;
+----+-------------+-------+-------+-------------------+---------+---------+-------+---------+----------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+-------+-------------------+---------+---------+-------+---------+----------+-------------+
| 1 | SIMPLE | us | const | PRIMARY,index_uid | PRIMARY | 4 | const | 1 | 100.00 | NULL |
| 1 | SIMPLE | ui | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 2989934 | 100.00 | Using where |
+----+-------------+-------+-------+-------------------+---------+---------+-------+---------+----------+-------------+
2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> show warnings;
+-------+------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Level | Code | Message |
+-------+------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Note | 1003 | /* select#1 */ select '5' AS `id`,'111111111' AS `uid`,'100' AS `score`,`test`.`ui`.`id` AS `id`,`test`.`ui`.`uid` AS `uid`,`test`.`ui`.`name` AS `name` from `test`.`user_score` `us` join `test`.`user_info` `ui` where (('111111111' = convert(`test`.`ui`.`uid` using utf8mb4))) |
+-------+------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)(滑动看右边)
索引列参与计算了, 每次都要根据字符集去转换, 全表扫描, 你说能快得起来么?
至于这个问题为什么会发生? 综合来看, 就是因为历史原因, 老业务场景中的原表是假 utf8, 新业务新表采用了真 utf8mb4.
- 考虑新表的时候, 忽略和原库字符集的比较. 其实, 发现库里面的不同表可能都有不同的字符集, 不同人建的时候可能都依据个人喜好去选择了不同的字符集. 由此可见, 开发规范有多重要.
- 虽然知道索引列不能参与计算, 但这个场景下都是相同的类型, varchar(64) 最终查询过程中仍然发生了类型转换. 因此需要把字段字符集不一致等同于字段类型不一致.
- 如果这个 case, 利用 fail-fast 的理念的话, 发现不一致, 直接不让 join 会不会更好? (就像 char v.s varchar 不能 join 一样).
说明: 本文测试场景基于 MySQL 5.6, 另外, 本文案例只是为了说明问题, 其中的 SQL 并不规范(例如尽量别用 select * 之类的), 请勿模仿(模仿了我也不负责图片). 为了写本文, 可花了不少时间, 建 DB, mock数据, 包括排版公众号(啊,公众号后台对代码格式还是不友好, markdown 转来代码格式还是有问题)等等, 如果觉得有用, 还望你帮忙"在看", "转发". 最后留一个思考题供讨论, 欢迎留言说出你的看法.
留一道思考题
你能解释如下情况吗? 查询结果表现为何不一致? 注意一下 SQL 的执行顺序, 查询优化器工作流程, 以及其中的 Using join buffer (Block Nested Loop), 可以多看看 MySQL 官方手册 深入了解背后的过程和原理.
打个广告
阿里云ECS弹性计算服务是阿里云的最重要的云服务产品之一。弹性计算服务是一种简单高效，处理能力可弹性伸缩的计算服务。我们始终致力于利用和创造业界最新的前沿技术，让更多的客户轻松享受这些技术红利，在云上快速构建更稳定、安全的应用，提升运维效率，降低IT成本，使客户更专注于自己的核心业务创新。弹性计算重新定义了人们使用计算资源的方式，这一新的方式正在并且将一直影响着关于计算资源的生态和经济圈。我们正在创造历史，我们真诚地邀请您加入我们的队伍。
最近团队释放不少 HC, 诚招 P6/P7/P8 的同学, 本组同学主要招聘后端研发同学(JD在此), 感兴趣的同学可扫描下面二维码加我联系.
另外, 2021 届校招/实习生岗位也正在进行中(详情请戳), 如果你是 2020-11 — 2021-07 月之间毕业, 同时对阿里巴巴感兴趣, 也欢迎联系我帮忙内推.
参考资料
- explain-extended 文档
- mock数据生成器
- Block Nested-Loop and Batched Key Access Joins
点阅读原文, 有相关链接, 若觉得有用, 请右下角点击"在看", 帮忙转发, 感谢.