MySQL COUNT(*)性能原理详解

吾爱主题阅读：115 2024-04-01 23:20:59 评论：0

前言

在实际开发过程中，统计一个表的数据量是经常遇到的需求，用来统计数据库表的行数都会使用COUNT(*)，COUNT(1)或者COUNT(字段)，但是表中的记录越来越多，使用COUNT(*)也会变得越来越慢，今天我们就来分析一下COUNT(*)的性能到底如何。

1.COUNT(1)、COUNT(*)与COUNT(字段)哪个更快？

执行效果：

COUNT(*)MySQL 对count(*)进行了优化，count(*)直接扫描主键索引记录，并不会把全部字段取出来，直接按行累加。
COUNT(1)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，按行累加。
COUNT(字段)如果这个“字段”是定义为NOT NULL，那么InnoDB 引擎会一行行地从记录里面读出这个字段，server 层判断不能为NULL，按行累加;如果这个“字段”定义允许为NULL，那么InnoDB 引擎会一行行地从记录里面读出这个字段，然后把值取出来再判断一下，不是 NULL才累加。

实验分析

本文测试使用的环境：

1 2 3 4 5 [root@zhyno1 ~]# cat /etc/system-release CentOS Linux release 7.9.2009 (Core) [root@zhyno1 ~]# uname -a Linux zhyno1 3.10.0-1160.62.1.el7.x86_64 #1 SMP Tue Apr 5 16:57:59 UTC 2022 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

测试数据库采用的是（存储引擎采用InnoDB，其它参数默认）：

1 2 3 4 5 6 7 (Mon Jul 25 09:41:39 2022)[root@GreatSQL][(none)]> select version(); + -----------+ | version() | + -----------+ | 8.0.25-16 | + -----------+ 1 row in set (0.00 sec)

实验开始：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 #首先我们创建一个实验表 CREATE TABLE test_count ( `id` int (10) NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY , ` name ` varchar (20) NOT NULL , `salary` int (1) NOT NULL , KEY `idx_salary` (`salary`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; #插入1000W条数据 DELIMITER // CREATE PROCEDURE insert_1000w() BEGIN DECLARE i INT ; SET i=1; WHILE i<=10000000 DO INSERT INTO test_count( name ,salary) VALUES ( 'KAiTO' ,1); SET i=i+1; END WHILE; END // DELIMITER ; #执行存储过程 call insert_1000w();

接下来我们分别来实验一下：

COUNT(1)花费了4.19秒

1 2 3 4 5 6 7 (Sat Jul 23 22:56:04 2022)[root@GreatSQL][test]> select count (1) from test_count; + ----------+ | count (1) | + ----------+ | 10000000 | + ----------+ 1 row in set (4.19 sec)

COUNT(*)花费了4.16秒

1 2 3 4 5 6 7 (Sat Jul 23 22:57:41 2022)[root@GreatSQL][test]> select count (*) from test_count; + ----------+ | count (*) | + ----------+ | 10000000 | + ----------+ 1 row in set (4.16 sec)

COUNT(字段)花费了4.23秒

1 2 3 4 5 6 7 (Sat Jul 23 22:58:56 2022)[root@GreatSQL][test]> select count (id) from test_count; + -----------+ | count (id) | + -----------+ | 10000000 | + -----------+ 1 row in set (4.23 sec)

我们可以再来测试一下执行计划

COUNT(*)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (Sat Jul 23 22:59:16 2022)[root@GreatSQL][test]>explain select count (*) from test_count; + ----+-------------+------------+------------+-------+---------------+------------+---------+------+---------+----------+-------------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | + ----+-------------+------------+------------+-------+---------------+------------+---------+------+---------+----------+-------------+ | 1 | SIMPLE | test_count | NULL | index | NULL | idx_salary | 4 | NULL | 9980612 | 100.00 | Using index | + ----+-------------+------------+------------+-------+---------------+------------+---------+------+---------+----------+-------------+ 1 row in set , 1 warning (0.01 sec) (Sat Jul 23 22:59:48 2022)[root@GreatSQL][test]>show warnings; + -------+------+-----------------------------------------------------------------------+ | Level | Code | Message | + -------+------+-----------------------------------------------------------------------+ | Note | 1003 | /* select #1 */ select count (0) AS ` count (*)` from `test`.`test_count` | + -------+------+-----------------------------------------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)

COUNT(1)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (Sat Jul 23 23:12:45 2022)[root@GreatSQL][test]>explain select count (1) from test_count; + ----+-------------+------------+------------+-------+---------------+------------+---------+------+---------+----------+-------------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | + ----+-------------+------------+------------+-------+---------------+------------+---------+------+---------+----------+-------------+ | 1 | SIMPLE | test_count | NULL | index | NULL | idx_salary | 4 | NULL | 9980612 | 100.00 | Using index | + ----+-------------+------------+------------+-------+---------------+------------+---------+------+---------+----------+-------------+ 1 row in set , 1 warning (0.00 sec) (Sat Jul 23 23:13:02 2022)[root@GreatSQL][test]>show warnings; + -------+------+-----------------------------------------------------------------------+ | Level | Code | Message | + -------+------+-----------------------------------------------------------------------+ | Note | 1003 | /* select #1 */ select count (1) AS ` count (1)` from `test`.`test_count` | + -------+------+-----------------------------------------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)

COUNT(字段)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (Sat Jul 23 23:13:14 2022)[root@GreatSQL][test]>explain select count (id) from test_count; + ----+-------------+------------+------------+-------+---------------+------------+---------+------+---------+----------+-------------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | + ----+-------------+------------+------------+-------+---------------+------------+---------+------+---------+----------+-------------+ | 1 | SIMPLE | test_count | NULL | index | NULL | idx_salary | 4 | NULL | 9980612 | 100.00 | Using index | + ----+-------------+------------+------------+-------+---------------+------------+---------+------+---------+----------+-------------+ 1 row in set , 1 warning (0.00 sec) (Sat Jul 23 23:13:29 2022)[root@GreatSQL][test]>show warnings; + -------+------+-----------------------------------------------------------------------------------------------+ | Level | Code | Message | + -------+------+-----------------------------------------------------------------------------------------------+ | Note | 1003 | /* select #1 */ select count (`test`.`test_count`.`id`) AS ` count (id)` from `test`.`test_count` | + -------+------+-----------------------------------------------------------------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)

需要注意的是COUNT里如果是非主键字段的话

实验结果

1.从上面的实验我们可以得出，COUNT(*)和COUNT(1)是最快的，其次是COUNT(id)。
2.count(*)被MySQL查询优化器改写成了count(0)，并选择了idx_salary索引。
3.count(1)和count(id)都选择了idx_salary索引。

实验结论

总结：COUNT(*)=COUNT(1)>COUNT(id)

MySQL的官方文档也有说过：

InnoDB handles SELECT COUNT(*) and SELECT COUNT(1) operations in the same way. There is no performance difference

翻译： InnoDB以相同的方式处理SELECT COUNT（*）和SELECT COUNT（1）操作。没有性能差异

所以说明了对于COUNT(1)或者是COUNT(*)，MySQL的优化其实是完全一样的，没有存在没有性能的差异。

但是建议使用COUNT(*)，因为这是MySQL92定义的标准统计行数的语法。

2.COUNT(*)与TABLES_ROWS

在InnoDB中，MySQL数据库每个表占用的空间、表记录的行数可以打开MySQL的information_schema数据库。在该库中有一个TABLES表，这个表主要字段分别是：

TABLE_SCHEMA : 数据库名
TABLE_NAME：表名
ENGINE：所使用的存储引擎
TABLES_ROWS：记录数
DATA_LENGTH：数据大小
INDEX_LENGTH：索引大小

TABLE_ROWS用于显示这个表当前有多少行，这个命令执行挺快的，那这个TABLE_ROWS能代替count(*)吗？

我们用TABLES_ROWS查询一下表记录条数：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 (Sat Jul 23 23:15:14 2022)[root@GreatSQL][test]> SELECT TABLE_ROWS -> FROM INFORMATION_SCHEMA.TABLES -> WHERE TABLE_NAME = 'test_count' ; + ------------+ | TABLE_ROWS | + ------------+ | 9980612 | + ------------+ 1 row in set (0.03 sec)

可以看到，记录的条数并不准确，因为InnoDB引擎下TABLES_ROWS行计数仅是大概估计值。

3.COUNT(*)是怎么样执行的?

首先要明确的是，MySQL有多种不同引擎，在不同的引擎中，count(*)有不同的实现方式，本文主要介绍的是在InnoDB引擎上的执行流程

在InnoDB存储引擎中，count(*)函数是先从内存中读取表中的数据到内存缓冲区，然后扫描全表获得行记录数的。简单来说就是全表扫描，一个循环解决问题，循环内: 先读取一行，再决定该行是否计入count循环内是一行一行进行计数处理的。

在MyISAM引擎中是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。

之所以InnoDB 不跟 MyISAM一样把数字存起来，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。而且不论是在事务支持、并发能力还是在数据安全方面，InnoDB都优于MyISAM。

虽然如此，InnoDB对于count(*)操作还是做了优化的。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。

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引擎的表也是不能返回得这么快的。

4.总结

1.COUNT(*)=COUNT(1)>COUNT(id)
2.COUNT函数的用法，主要用于统计表行数。主要用法有COUNT(*)、COUNT(字段)和COUNT(1)
3.因为COUNT(*)是SQL92定义的标准统计行数的语法，所以MySQL对他进行了很多优化，MyISAM中会直接把表的总行数单独记录下来供COUNT(*)查询，而InnoDB则会在扫表的时候选择最小的索引来降低成本。这些优化的前提是没有进行WHERE和GROUP的条件查询。
4.在InnoDB中COUNT(*)和COUNT(1)实现上没有区别，而且效率一样，但是COUNT(字段)需要进行字段的非NULL判断，所以效率会低一些。
5.因为COUNT(*)是SQL92定义的标准统计行数的语法，并且效率高，所以还是建议使用COUNT(*)查询表的行数。
6.正如前面COUNT(name)的用例那样，在建表过程中需要根据业务需求建立性能较高的索引，同时也要注意避免建立不必要的索引。