原来count(*)是接口性能差的真凶

文摘   2025-01-01 11:01   陕西  

今天我来聊聊一个程序员经常遇到的问题,尤其是在做接口性能优化时,常常发现 count(*) 查询居然是性能的“真凶”。

相信很多小伙伴也有过这样的经历,明明是个简单的查询,怎么会这么慢?问题究竟出在哪呢?不急,今天就带大家深入分析一下 count(*) 在 MySQL 中的性能瓶颈,讲一讲如何优化这个常见查询的性能。

一、问题分析:count(*) 性能差的真相

在处理 MySQL 性能优化的时候,尤其是接口响应很慢的时候,很多时候都能发现 count(*) 这个查询占据了大量的 CPU 和 I/O 资源。尤其是在一些涉及大数据量的查询时,count(*) 成为瓶颈的概率就更大了。那么为什么这个看似简单的操作会成为性能的“真凶”呢?

1.1 不同存储引擎下的表现

首先要明确的是,MySQL 在不同存储引擎下对于 count(*) 的处理方式是不同的。以 MyISAM 和 InnoDB 为例,情况就差别很大。

  • MyISAM 存储引擎:由于 MyISAM 是一个非事务性引擎,它会在表的元数据中存储行数。这意味着,执行 count(*) 时,MyISAM 只需要返回已保存的行数,速度非常快。基本上查询返回的速度是非常快速的。

  • InnoDB 存储引擎:InnoDB 支持事务和多版本并发控制(MVCC),因此它并不直接存储表的行数。当你执行 count(*) 时,InnoDB 需要扫描整个表的数据行,哪怕你查询的是一个没有索引的字段,也得扫描所有数据。因为 InnoDB 必须确保在事务处理中数据的一致性,所以即使在 count(*) 查询中,它也不能直接从元数据中拿到数据,而是要真正执行行扫描,这样就导致了性能的显著下降。

二、count(*) 性能优化的思路

面对 count(*) 性能差的问题,作为程序员,我们需要有针对性的优化方法。下面我总结了几种常见的优化策略,希望能给大家带来帮助。

2.1 使用 Redis 缓存

对于一些简单的统计操作(比如某个页面的浏览量、用户数量等),如果数据更新不那么频繁,可以考虑使用 Redis 来做缓存。通过缓存 count(*) 的结果,避免每次都需要从数据库查询。

例如,你可以在 Redis 中存储一个类似 "page:12345:view_count" 的键值对,更新时通过发布订阅或者定时任务将 Redis 中的缓存更新。

但需要注意的是,缓存与数据库数据之间的一致性问题,虽然对于浏览量这类数据不一致是可以容忍的,但在一些场景下可能需要特殊处理,比如使用延迟队列、补偿机制等。

2.2 引入二级缓存

如果 Redis 不适合某些高频率查询,可以考虑使用二级缓存。比如可以在应用程序中引入 Caffeine 或 Guava 这类内存缓存来缓存查询结果,避免每次都从数据库中查询。

举个例子,我们可以用 Spring 的 @Cacheable 注解来缓存 count(*) 查询结果,减少数据库的负担。这里需要特别注意缓存失效时间的设置,确保缓存能够及时过期并更新,避免数据的不一致。

@Cacheable(value = "countCache", key = "#key")
public int countItems(String key) {
    return jdbcTemplate.queryForObject("SELECT COUNT(*) FROM table_name WHERE key = ?", Integer.classkey);
}

2.3 使用多线程执行

对于需要进行多条件统计的场景,比如同时统计多个表的数据,单线程查询肯定会拖慢性能。这时,我们可以通过 多线程异步 来提升查询性能。

例如,使用 CompletableFuture 来异步执行多个查询,这样就可以并行查询多个条件,大大提高效率。

CompletableFuture<Integer> future1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> countItems("condition1"));
CompletableFuture<Integer> future2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> countItems("condition2"));

CompletableFuture.allOf(future1, future2).join();

int result = future1.get() + future2.get();

这种方法虽然简单,但是能显著提升性能,尤其是当你的查询逻辑比较复杂时。

2.4 减少 JOIN 表

count(*) 查询涉及多个表时,MySQL 需要执行多个表的扫描和 JOIN 操作,这会大大降低查询性能。如果没有特别的需求,尽量避免不必要的 JOIN 表。

比如,如果查询中需要统计某个表的数据行数,但与其他表的 JOIN 并非必要,那么就应去掉不必要的连接,直接针对单个表进行 count(*) 查询。

2.5 使用 ClickHouse 或其他列式数据库

当你的查询条件非常复杂,且数据量非常大时,MySQL 可能就不再适合了。这时候,我们可以考虑使用 ClickHouse 这种列式存储数据库。ClickHouse 针对分析型查询做了优化,适合进行大量数据的统计查询。

通过使用 Canal 来同步 MySQL 的数据到 ClickHouse,可以减少 MySQL 上复杂查询的负担,提高查询效率。ClickHouse 适合批量数据处理,但需要注意它并不适合频繁的更新操作。因此,如果你的系统有频繁更新的需求,可能需要再评估一下是否适合使用 ClickHouse。

三、count(*) 的性能对比与优化

说到 count(*) 的性能,很多人可能不知道其实它有很多种写法,而这些不同的写法对于性能的影响是不同的。

  • count(*):这个查询会统计表中所有的行数,性能是最优的。
  • count(1):实际上,count(1)count(*) 的性能几乎没有差别,都是全表扫描,唯一的区别是 count(1) 需要解析列 1。
  • count(id):由于需要对 id 字段进行索引扫描,所以性能稍逊一筹。
  • count(普通索引列):对于索引列的统计,性能取决于该索引的大小。
  • count(未加索引列):这种情况会进行全表扫描,性能最差。

性能排序大致是:count(*) ≈ count(1) > count(id) > count(普通索引列) > count(未加索引列)

四、总结

面对 count(*) 性能差的问题,我们可以通过多种手段进行优化。最常见的优化方式包括使用缓存、引入二级缓存、使用异步查询、多线程优化等。如果数据量非常大且查询条件复杂,可以考虑使用列式存储数据库如 ClickHouse 来提高查询性能。

最后,虽然 count(*) 看起来是一个简单的查询,但它的背后牵涉到很多性能优化的问题。希望通过今天的分享,大家在面对性能瓶颈时能有更多的解决方案。其实,这个问题和写代码一样,都是不断尝试和积累经验,才最终找到最合适的解决方案。

所以,记住:count(*) 虽然简单,但要想优化它的性能,可得花点心思哦!

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程序员老鬼
10年+老程序员,专注于AI知识普及,已打造多门AI课程,本号主要分享国内AI工具、AI绘画提示词、Chat教程、AI换脸、Chat中文指令、Sora教程等,帮助读者解决AI工具使用疑难问题。
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