MySQL優化案例系列 — RAND()優化

作者：葉金榮 2015-07-17 16:23:14

眾所周知，在MySQL中，如果直接 ORDER BY RAND() 的話，效率非常差，因為會多次執行。事實上，如果等值查詢也是用 RAND() 的話也如此，我們先來看看下面這幾個SQL的不同執行計劃和執行耗時。

　　首先，看下建表DDL，這是一個沒有顯式自增主鍵的InnoDB表：

[yejr@imysql]> show create table t_innodb_random\G 
*************************** 1. row *************************** 
Table: t_innodb_random 
Create Table: CREATE TABLE `t_innodb_random` ( 
`id` int(10) unsigned NOT NULL, 
`user` varchar(64) NOT NULL DEFAULT '', 
KEY `idx_id` (`id`) 
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1

　　往這個表里灌入一些測試數據，至少10萬以上， id 字段也是亂序的。

[yejr@imysql]> select count(*) from t_innodb_random\G 
*************************** 1. row *************************** 
count(*): 393216

　　1、常量等值檢索：

[yejr@imysql]> explain select id from t_innodb_random where id = 13412\G 
*************************** 1. row *************************** 
id: 1 
select_type: SIMPLE 
table: t_innodb_random 
type: ref 
possible_keys: idx_id 
key: idx_id 
key_len: 4 
ref: const 
rows: 1 
Extra: Using index 
 
[yejr@imysql]> select id from t_innodb_random where id = 13412; 
1 row in set (0.00 sec)

　　可以看到執行計劃很不錯，是常量等值查詢，速度非常快。

　　2、使用RAND()函數乘以常量，求得隨機數后檢索：

[yejr@imysql]> explain select id from t_innodb_random where id = round(rand()*13241324)\G 
*************************** 1. row *************************** 
id: 1 
select_type: SIMPLE 
table: t_innodb_random 
type: index 
possible_keys: NULL 
key: idx_id 
key_len: 4 
ref: NULL 
rows: 393345 
Extra: Using where; Using index 
 
[yejr@imysql]> select id from t_innodb_random where id = round(rand()*13241324)\G 
Empty set (0.26 sec)

　　可以看到執行計劃很糟糕，雖然是只掃描索引，但是做了全索引掃描，效率非常差。因為WHERE條件中包含了RAND()，使得MySQL把它當做變量來處理，無法用常量等值的方式查詢，效率很低。

　　我們把常量改成取t_innodb_random表的***id值，再乘以RAND()求得隨機數后檢索看看什么情況：

[yejr@imysql]> explain select id from t_innodb_random where id = round(rand()*(select max(id) from t_innodb_random))\G 
*************************** 1. row *************************** 
id: 1 
select_type: PRIMARY 
table: t_innodb_random 
type: index 
possible_keys: NULL 
key: idx_id 
key_len: 4 
ref: NULL 
rows: 393345 
Extra: Using where; Using index 
*************************** 2. row *************************** 
id: 2 
select_type: SUBQUERY 
table: NULL 
type: NULL 
possible_keys: NULL 
key: NULL 
key_len: NULL 
ref: NULL 
rows: NULL 
Extra: Select tables optimized away 
 
[yejr@imysql]> select id from t_innodb_random where id = round(rand()*(select max(id) from t_innodb_random))\G 
Empty set (0.27 sec)

　　可以看到，執行計劃依然是全索引掃描，執行耗時也基本相當。

　　3、改造成普通子查詢模式，這里有兩次子查詢

[yejr@imysql]> explain select id from t_innodb_random where id = (select round(rand()*(select max(id) from t_innodb_random)) as nid)\G 
*************************** 1. row *************************** 
id: 1 
select_type: PRIMARY 
table: t_innodb_random 
type: index 
possible_keys: NULL 
key: idx_id 
key_len: 4 
ref: NULL 
rows: 393345 
Extra: Using where; Using index 
*************************** 2. row *************************** 
id: 3 
select_type: SUBQUERY 
table: NULL 
type: NULL 
possible_keys: NULL 
key: NULL 
key_len: NULL 
ref: NULL 
rows: NULL 
Extra: Select tables optimized away 
 
[yejr@imysql]> select id from t_innodb_random where id = (select round(rand()*(select max(id) from t_innodb_random)) as nid)\G 
Empty set (0.27 sec)

　　可以看到，執行計劃也不好，執行耗時較慢。

　　4、改造成JOIN關聯查詢，不過***值還是用常量表示

[yejr@imysql]> explain select id from t_innodb_random t1 join (select round(rand()*13241324) as id2) as t2 where t1.id = t2.id2\G 
*************************** 1. row *************************** 
id: 1 
select_type: PRIMARY 
table: <derived2> 
type: system 
possible_keys: NULL 
key: NULL 
key_len: NULL 
ref: NULL 
rows: 1 
Extra: 
*************************** 2. row *************************** 
id: 1 
select_type: PRIMARY 
table: t1 
type: ref 
possible_keys: idx_id 
key: idx_id 
key_len: 4 
ref: const 
rows: 1 
Extra: Using where; Using index 
*************************** 3. row *************************** 
id: 2 
select_type: DERIVED 
table: NULL 
type: NULL 
possible_keys: NULL 
key: NULL 
key_len: NULL 
ref: NULL 
rows: NULL 
Extra: No tables used 
 
[yejr@imysql]> select id from t_innodb_random t1 join (select round(rand()*13241324) as id2) as t2 where t1.id = t2.id2\G 
Empty set (0.00 sec)

　　這時候執行計劃就非常***了，和最開始的常量等值查詢是一樣的了，執行耗時也非常之快。

　　這種方法雖然很好，但是有可能查詢不到記錄，改造范圍查找，但結果LIMIT 1就可以了：

[yejr@imysql]> explain select id from t_innodb_random where id > (select round(rand()*(select max(id) from t_innodb_random)) as nid) limit 1\G 
*************************** 1. row *************************** 
id: 1 
select_type: PRIMARY 
table: t_innodb_random 
type: index 
possible_keys: NULL 
key: idx_id 
key_len: 4 
ref: NULL 
rows: 393345 
Extra: Using where; Using index 
*************************** 2. row *************************** 
id: 3 
select_type: SUBQUERY 
table: NULL 
type: NULL 
possible_keys: NULL 
key: NULL 
key_len: NULL 
ref: NULL 
rows: NULL 
Extra: Select tables optimized away 
 
[yejr@imysql]> select id from t_innodb_random where id > (select round(rand()*(select max(id) from t_innodb_random)) as nid) limit 1\G 
*************************** 1. row *************************** 
id: 1301 
1 row in set (0.00 sec)

　　可以看到，雖然執行計劃也是全索引掃描，但是因為有了LIMIT 1，只需要找到一條記錄，即可終止掃描，所以效率還是很快的。

　　小結：

　　從數據庫中隨機取一條記錄時，可以把RAND()生成隨機數放在JOIN子查詢中以提高效率。

　　5、再來看看用ORDRR BY RAND()方式一次取得多個隨機值的方式：

[yejr@imysql]> explain select id from t_innodb_random order by rand() limit 1000\G 
*************************** 1. row *************************** 
id: 1 
select_type: SIMPLE 
table: t_innodb_random 
type: index 
possible_keys: NULL 
key: idx_id 
key_len: 4 
ref: NULL 
rows: 393345 
Extra: Using index; Using temporary; Using filesort 
 
[yejr@imysql]> select id from t_innodb_random order by rand() limit 1000; 
1000 rows in set (0.41 sec)

　　全索引掃描，生成排序臨時表，太差太慢了。

　　6、把隨機數放在子查詢里看看：

[yejr@imysql]> explain select id from t_innodb_random where id > (select rand() * (select max(id) from t_innodb_random) as nid) limit 1000\G 
*************************** 1. row *************************** 
id: 1 
select_type: PRIMARY 
table: t_innodb_random 
type: index 
possible_keys: NULL 
key: idx_id 
key_len: 4 
ref: NULL 
rows: 393345 
Extra: Using where; Using index 
*************************** 2. row *************************** 
id: 3 
select_type: SUBQUERY 
table: NULL 
type: NULL 
possible_keys: NULL 
key: NULL 
key_len: NULL 
ref: NULL 
rows: NULL 
Extra: Select tables optimized away 
 
[yejr@imysql]> select id from t_innodb_random where id > (select rand() * (select max(id) from t_innodb_random) as nid) limit 1000\G 
1000 rows in set (0.04 sec)

　　嗯，提速了不少，這個看起來還不賴：)

　　7、仿照上面的方法，改成JOIN和隨機數子查詢關聯

[yejr@imysql]> explain select id from t_innodb_random t1 join (select rand() * (select max(id) from t_innodb_random) as nid) t2 on t1.id > t2.nid limit 1000\G 
*************************** 1. row *************************** 
id: 1 
select_type: PRIMARY 
table: <derived2> 
type: system 
possible_keys: NULL 
key: NULL 
key_len: NULL 
ref: NULL 
rows: 1 
Extra: 
*************************** 2. row *************************** 
id: 1 
select_type: PRIMARY 
table: t1 
type: range 
possible_keys: idx_id 
key: idx_id 
key_len: 4 
ref: NULL 
rows: 196672 
Extra: Using where; Using index 
*************************** 3. row *************************** 
id: 2 
select_type: DERIVED 
table: NULL 
type: NULL 
possible_keys: NULL 
key: NULL 
key_len: NULL 
ref: NULL 
rows: NULL 
Extra: No tables used 
*************************** 4. row *************************** 
id: 3 
select_type: SUBQUERY 
table: NULL 
type: NULL 
possible_keys: NULL 
key: NULL 
key_len: NULL 
ref: NULL 
rows: NULL 
Extra: Select tables optimized away 
 
[yejr@imysql]> select id from t_innodb_random t1 join (select rand() * (select max(id) from t_innodb_random) as nid) t2 on t1.id > t2.nid limit 1000\G 
1000 rows in set (0.00 sec)

　　可以看到，全索引檢索，發現符合記錄的條件后，直接取得1000行，這個方法是最快的。

　　綜上，想從MySQL數據庫中隨機取一條或者N條記錄時，***把RAND()生成隨機數放在JOIN子查詢中以提高效率。

　　上面說了那么多的廢話，***簡單說下，就是把下面這個SQL：

SELECT id FROM table ORDER BY RAND() LIMIT n;

　　改造成下面這個：

SELECT id FROM table t1 JOIN (SELECT RAND() * (SELECT MAX(id) FROM table) AS nid) t2 ON t1.id > t2.nid LIMIT n;

　　如果想要達到完全隨機，還可以改成下面這種寫法：

SELECT id FROM table t1 JOIN (SELECT round(RAND() * (SELECT MAX(id) FROM table)) AS nid FROM table LIMIT n) t2 ON t1.id = t2.nid;

　　就可以享受在SQL中直接取得隨機數了，不用再在程序中構造一串隨機數去檢索了。

責任編輯：honglu 來源： MySQL中文網

MySQL優化

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MySQL優化案例系列 — RAND()優化