MYSQL SUBQUERY执行过程

本文涉及的产品
RDS MySQL DuckDB 分析主实例,基础系列 4核8GB
RDS Agent(兼容OpenClaw),2核4GB
RDS MySQL DuckDB 分析主实例,集群系列 4核8GB
简介: 尝试从源码层面分析子查询在mysql内部的处理过程

实为吾之愚见,望诸君酌之!闻过则喜,与君共勉

环境

version | 5.6.24-debug |
| version_comment | Source distribution |
| version_compile_machine | x86_64 |
| version_compile_os | Linux |

SQL

该SQL是一个subquery SQL

SELECT h_1.*, o.S FROM h h_1, p o WHERE o.id = h_1.T AND h_1.id IN ( SELECT substring_index(GROUP_CONCAT(h_11.id ORDER BY h_11.C DESC), ',', 1) FROM h h_11, p o1 WHERE h_11.HI = 90 AND h_11.F = 81 AND o1.id = h_11.T GROUP BY T )

问题

subquery内的单独的SQL耗时0.01S,合并起来后,整个SQL耗时4min20S,耗时非常长

执行时间与执行计划对比

整个SQL的执行时间与执行计划:

SELECT h_1.*, o.S FROM h h_1, p o WHERE o.id = h_1.T AND h_1.id IN ( SELECT substring_index(GROUP_CONCAT(h_11.id ORDER BY h_11.C DESC), ',', 1) FROM h h_11, p o1 WHERE h_11.HI = 90 AND h_11.F = 81 AND o1.id = h_11.T GROUP BY T )

7 rows in set (4 min 20.57 sec)

id select_T table T possible_keys key key_len ref rows Extra
1 PRIMARY o ALL PRIMARY NULL NULL NULL 150 NULL
1 PRIMARY h_1 ref idx_T idx_T 5 alitest.o.id 278 Using where
2 DEPENDENT SUBQUERY h_11 index_merge index_HI,idx_T,idx_F idx_F,index_HI 5,5 NULL 6 Using intersect(idx_F,index_HI); Using where; Using filesort
2 DEPENDENT SUBQUERY o1 eq_ref PRIMARY PRIMARY 4 alitest.h_11.T 1 Using index

SQL拆分执行时间如下:

subquery SQL:

SELECT substring_index(GROUP_CONCAT(h_11.id ORDER BY h_11.C DESC), ',', 1) FROM h h_11, p o1 WHERE h_11.HI = 90 AND h_11.F = 81 AND o1.id = h_11.T GROUP BY T

7 rows in set (0.01 sec)

id select_T table T possible_keys key key_len ref rows Extra
1 SIMPLE h_11 index_merge index_HI,idx_T,idx_F idx_F,index_HI 5,5 NULL 6 Using intersect(idx_F,index_HI); Using where; Using filesort
1 SIMPLE o1 eq_ref PRIMARY PRIMARY 4 alitest.h_11.T 1 Using index

外层SQL:

SELECT h_1.*, o.S FROM h h_1, p o WHERE o.id = h_1.T

60000 rows in set (1.38 sec)

id select_T table T possible_keys key key_len ref rows Extra
1 SIMPLE o ALL PRIMARY NULL NULL NULL 150 NULL
1 SIMPLE h_1 ref idx_T idx_T 5 alitest.o.id 278 NULL

问题分析

分析方法

借助GDB调试MYSQL,确认问题

耗时环节代码

该SQL整体执行时,代码的主要执行部分分为2部分,这两部分构成了MYSQL的nested loop算法,分别如下:

代码1

sub_select (join=0x7fbe78005808, join_tab=0x7fbe78006738, end_of_records=false) at /opt/mysql-5.6.24/sql/sql_executor.cc:1203

主要代码块:该代码块以while进行循环,获取多表关联时第一个表的数据(取决于执行计划的执行顺序)循环读取并进行比较判断,while循环结束的前提是error<0,也就是数据取完

while (rc == NESTED_LOOP_OK && join->return_tab >= join_tab)

  {

    int error;

    if (in_first_read)

    {

      in_first_read= false;
       //表的read first record记录
      error= (*join_tab->read_first_record)(join_tab);

    }

    else
       ////取出表的下一行记录直到最后一条记录
      error= info->read_record(info);

    DBUG_EXECUTE_IF("bug13822652_1", join->thd->killed= THD::KILL_QUERY;);

    if (error > 0 || (join->thd->is_error()))   // Fatal error

      rc= NESTED_LOOP_ERROR;

    else if (error < 0)
      //以error状态判断数据是否取完,取完后循环在此终止
      break;

    else if (join->thd->killed)     // Aborted by user

    {

      join->thd->send_kill_message();

      rc= NESTED_LOOP_KILLED;

    }

    else

    {

      if (join_tab->keep_current_rowid)

        join_tab->table->file->position(join_tab->table->record[0]);
       //对获取到的行记录,进行比较,该函数内部可能会继续调用sub select,产生nest loop
      rc= evaluate_join_record(join, join_tab);

    }

  }

代码2

evaluate_join_record (join=0x7fbe64005478, join_tab=0x7fbe640063a8) at /opt/mysql-5.6.24/sql/sql_executor.cc:1449

主要代码块:

@@1部分主要对拿到的数据进行判断,确认是否符合where后的条件,以该SQL为例,如果从表h h_1里拿到了一行数据,因为该表where后有判断条件,条件为:

h_1.id IN ( SELECT substring_index(GROUP_CONCAT(h_11.id ORDER BY h_11.C DESC), ',', 1) FROM h h_11, p o1 WHERE h_11.HI = 90 AND h_11.F = 81 AND o1.id = h_11.T GROUP BY T )

则该代码块(@@1)会对这个subquery进行调用(相当于重新执行一次这个subquery,gdb跟踪时可以跟踪到最终调用JOIN::exec->do_select->sub_select->evaluate_join_record),所以没取一次数据,就要对其进行判断,故这个subquery每一次都要重新执行,它并不是只执行一次拿到数据然后对比。

@@2 部分的*join_tab->next_select会重新调用sub_select,进入循环部分,获取下一个关联表的数据,并再次进入evaluate_join_record 进行一系列判断,直至数据取完

@@1

 if (condition)

  {

    found= MY_TEST(condition->val_int());

    if (join->thd->killed)

    {

      join->thd->send_kill_message();

      DBUG_RETURN(NESTED_LOOP_KILLED);

    }

    /* check for errors evaluating the condition */

    if (join->thd->is_error())

      DBUG_RETURN(NESTED_LOOP_ERROR);

  }

@@2

enum enum_nested_loop_state rc;

      /* A match from join_tab is found for the current partial join. */

      rc= (*join_tab->next_select)(join, join_tab+1, 0);

      join->thd->get_stmt_da()->inc_current_row_for_warning();

      if (rc != NESTED_LOOP_OK)

        DBUG_RETURN(rc);

推测和结论

从代码调试的结果看,subquery并不是执行一次就结束,mysql针对这个查询,会先执行外层查询(while循环,具体循环次数取决于记录数),然后每一次都要调用evaluate_join_record 进行判断(无论是p o表还是h h_1表),当取h h_1表时,每一次读取都会对subquery进行一次编译,循环往复,直至数据取完,所以在这个过程中,subquery的SQL会被执行很多次,造成耗时增加。

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/explain-output.html#explain-extra-information

For DEPENDENT SUBQUERY, the subquery is re-evaluated only once for each set of different values of the variables from its outer context.

解决办法

改写为join查询:

SELECT h_1.*, o.S FROM h h_1, p o, ( SELECT SUBSTRING_INDEX(GROUP_CONCAT(h_11.id ORDER BY h_11.C DESC), ',', 1) AS ceshi FROM h h_11, p o1 WHERE h_11.HI = 90 AND h_11.F = 81 AND o1.id = h_11.T GROUP BY T ) alitest WHERE o.id = h_1.T AND h_1.id = alitest.ceshi

id select_T table T possible_keys key key_len ref rows filtered Extra
1 PRIMARY ALL NULL NULL NULL NULL 5 100.00 Using where
1 PRIMARY h_1 eq_ref PRIMARY,idx_T PRIMARY 4 alitest.ceshi 1 100.00 Using where
1 PRIMARY o eq_ref PRIMARY PRIMARY 4 alitest.h_1.T 1 100.00 NULL
2 DERIVED h_11 index_merge index_HI,idx_T,idx_F idx_F,index_HI 5,5 NULL 6 83.33 Using intersect(idx_F,index_HI); Using where; Using filesort
2 DERIVED o1 eq_ref PRIMARY PRIMARY 4 alitest.h_11.T 1 100.00 Using index
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