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類型轉換對MySQL選擇索引的影響

編輯:MySQL綜合教程

遇到了幾例 MySQL 沒用使用預期索引的問題,讀了些文檔之後,發現 MySQL 的類型轉換對索引選擇的影響還真是一個不大不小的坑。

比如有這樣一張 MySQL 表:

CREATE TABLE `indextest` (
`id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(10) DEFAULT NULL,
`age` tinyint(3) unsigned NOT NULL DEFAULT ’0′,
`create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_name` (`name`),
KEY `idx_age` (`age`),
KEY `idx_create` (`create_time`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=9 DEFAULT CHARSET=latin1

name 是一個有索引的 varchar 字段,表內數據是這樣的:

+—-+——–+—–+———————+
| id | name | age | create_time |
+—-+——–+—–+———————+
| 1 | hello | 10 | 2012-02-01 20:00:00 |
| 2 | world | 20 | 2012-02-02 20:00:00 |
| 3 | 111222 | 30 | 2012-02-03 20:00:00 |
| 4 | wow | 40 | 2012-02-04 20:00:00 |
+—-+——–+—–+———————+

使用字符串 ’111222′ 作為參數對 name 字段查詢,Execution Plan 如預期的一樣,會使用 name 字段上的索引 idx_name:

mysql [localhost] {msandbox} (test) > explain select age from
-> indextest where name=’111222′\G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: indextest
type: ref
possible_keys: idx_name
key: idx_name
key_len: 13
ref: const
rows: 1
Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)

而使用數字作為參數對 name 字段做查詢時,explain 表明這將是全表掃描:

mysql [localhost] {msandbox} (test) > explain select age from
-> indextest where name=111222\G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: indextest
type: ALL
possible_keys: idx_name
key: NULL
key_len: NULL
ref: NULL
rows: 4
Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)

究其原因,是當文本字段與數字進行比較時,由於類型不同,MySQL 需要做隱式類型轉換才能進行比較,結果就如上面的例子所提到的一樣。

MySQL 的文檔 (Type Conversion in Expression Evaluation) 中提到,在做比較時,會按這樣的規則進行必要的類型轉換:

兩個參數至少有一個是 NULL 時,比較的結果也是 NULL,例外是使用 <=> 對兩個 NULL 做比較時會返回 1,這兩種情況都不需要做類型轉換
兩個參數都是字符串,會按照字符串來比較,不做類型轉換
兩個參數都是整數,按照整數來比較,不做類型轉換
十六進制的值和非數字做比較時,會被當做二進制串,和數字做比較時會按下面的規則處理
有一個參數是 TIMESTAMP 或 DATETIME,並且另外一個參數是常量,常量會被轉換為 timestamp
有一個參數是 decimal 類型,如果另外一個參數是 decimal 或者整數,會將整數轉換為 decimal 後進行比較,如果另外一個參數是浮點數,則會把 decimal 轉換為浮點數進行比較
所有其他情況下,兩個參數都會被轉換為浮點數再進行比較
比如:

mysql [localhost] {msandbox} (test) > SELECT ’18015376320243459′ =
-> 18015376320243459;
+—————————————–+
| ’18015376320243459′ = 18015376320243459 |
+—————————————–+
| 0 |
+—————————————–+
1 row in set (0.00 sec)

mysql [localhost] {msandbox} (test) > SELECT ’18015376320243459′ + 0;
+————————-+
| ’18015376320243459′ + 0 |
+————————-+
| 1.80153763202435e+16 |
+————————-+
1 row in set (0.00 sec)
mysql [localhost] {msandbox} (test) > SELECT
-> cast(’18015376320243459′ as unsigned) = 18015376320243459;
+———————————————————–+
| cast(’18015376320243459′ as unsigned) = 18015376320243459 |
+———————————————————–+
| 1 |
+———————————————————–+
1 row in set (0.00 sec)

因為浮點數精度(53 bits)問題,並且 MySQL 將字符串轉換為浮點數和將整數轉換為浮點數使用不同的方法,字符串 ’18015376320243459′ 和整數 18015376320243459 相比較就不相等,如果要避免隱式浮點數轉換帶來的精度問題,可以顯式地使用 cast 做類型轉換,將字符串轉換為整數。

按照這些規則,對於上面的例子來說,name 字段的值和查詢參數 ’111222′ 都會被轉換為浮點數才會做比較,而很多文本都能轉換為和 111222 相等的數值,比如 ’111222′, ’111222aabb’, ‘ 111222′ 和 ’11122.2e1′,所以 MySQL 不能有效使用索引,就退化為索引掃描甚至是全表掃描。

而反過來,如果使用一個字符串作為查詢參數,對一個數字字段做比較查詢,MySQL 則是可以有效利用索引的:

mysql [localhost] {msandbox} (test) > explain select name from
-> indextest where age=’30′\G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: indextest
type: ref
possible_keys: idx_age
key: idx_age
key_len: 1
ref: const
rows: 1
Extra:
1 row in set (0.00 sec)

原因則是,MySQL 可以將查詢參數 ’30′ 轉換為確定的數值 30,之後可以快速地在索引中找到與之相等的數值。

除此之外,使用函數對索引字段做顯式類型轉換或者計算也會使 MySQL 無法使用索引:

mysql [localhost] {msandbox} (test) > explain select name from
-> indextest where cast(age as unsigned)=30\G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: indextest
type: ALL
possible_keys: NULL
key: NULL
key_len: NULL
ref: NULL
rows: 4
Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)

如上,使用 cast 函數對 age 做顯式的類型轉換,會使索引失效,當然了,在實際的代碼中很少會有這樣的寫法,但類似下面這樣對時間字段做運算的用法就比較多了:

mysql [localhost] {msandbox} (test) > explain select * from
-> indextest where date(create_time)=’2012-02-02′\G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: indextest
type: ALL
possible_keys: NULL
key: NULL
key_len: NULL
ref: NULL
rows: 4
Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)

對於本例的需求,是想查找 create_time 是 2012-02-02 這一天的記錄,用變通的方法,避免在索引字段上做運算就可以有效使用索引了:

mysql [localhost] {msandbox} (test) > explain select * from
-> indextest where create_time between ’2012-02-02′ and ’2012-02-03′\G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: indextest
type: range
possible_keys: idx_create
key: idx_create
key_len: 4
ref: NULL
rows: 1
Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)

MySQL 的 How … 系列文檔值得讀一讀,比如:

  • How MySQL Uses Indexes
  • How MySQL Uses Memory
  • How MySQL Uses Internal Temporary Tables
  • How to Cope with Deadlocks
  • How MySQL Opens and Closes Tables
  • How MySQL Uses Threads for Client Connections
  • How to Determine What is Causing a Problem

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