MYSQL数据库基础之Join操作原理

2021-10-07

【MYSQL数据库基础之Join操作原理】Join使用的是Nested-Loop Join算法，Nested-Loop Join有三种

select * from t1 join t2 on t1.a = t2.a; -- a 100条数据, b 1000条数据

Simple Nested-Loop Join

会遍历t1全表，t1作为驱动表，t1中的每一条数据都会到t2中做一次全表查询，该过程会比较100*1000次。
每次在t2中做全表查询时，全表扫描可就不保证在内存里了，Buffer Pool会淘汰，有可能在磁盘。
Block Nested-Loop Join（MYSQL驱动链接没有使用索引）

会遍历t1全表，将t1数据加载到join_buffer中，再遍历t2全表，让t2的每条数据去匹配join_buffer中t1缓存的数据。
t1全表扫描 = 100次
t2全表扫描 = 1000次
查询次数 = 1100次
join_buffer中比较 = 100 * 1000次
比较的次数和Simple Nested-Loop Join是一样的，但是比较的过程会比Simple Nested-Loop Join快很多，性能更好。

MYSQL数据库基础之Join操作原理

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join_buffer是有大小的，如果t1查出来的数据是大于join_buffer大小的，则会先加载部分t1中的数据，比较完t2以后，清空join_buffer，再加载t1中剩余数据，加载不完全，再重复该操作。
t1全表扫描次数和join_buffer中比较1次数不变，但是t2的扫描次数会根据分段次数做一个乘法。
假设，驱动表的数据行数是 N，需要分 K 段才能完成算法流程，被驱动表的数据行数是 M。
K = λ * N
扫描被驱动表次数 = M * λ * N

MYSQL数据库基础之Join操作原理

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λ是和join_buffer的大小有关的，join_buffer大小足够的情况下，大表驱动和小表驱动的时间是一样的。
需要分段的情况下，分段次数越少，被驱动表扫描的次数也会越少，所以应该采用小表驱动。
Index Nested-Loop Join（MYSQL驱动链接使用索引）

还是以上面的sql为例，如果a字段是有索引的。
t1表会扫描全表，t1表中每条数据会去t2表中做索引查询，查到id后再进行回表查询（如果连接字段是t2表的主键，回表操作将省略）。
t1扫描全表 = 100次
t2索引查询 = log1000次
t2回表查询 = log1000次
假设，驱动表的数据行数是 N，被驱动表的数据行数是 M。
总查询次数 = N + N * 2logM
由上可见，驱动表数据越大，查询的次数会越多，所以应该使用小表作为驱动表。

MYSQL数据库基础之Join操作原理

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文章参考《MySQL实战45讲--第34讲》
总结
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