mysqlin⼦查询原理_mysql⼦查询（in）的实现（转载）
In⼦查询的原理
1. in原理
此调研的背景是同样的select结果为什么使⽤⼦查询会⽐不使⽤⼦查询慢。我们使⽤的数据库还是mysql官⽅的employees。进⾏的实验操作为下⾯两个语句：
⽅法⼀：explain select sql_no_cache
employees e on (e.emp_p_no) straight_joinsalaries s on
(s.emp_p_no) der='F' and s.salary=90930;
图1直接使⽤join
⽅法⼆：explain select sql_no_cache * from titles t p_no
in (p_no from salaries s, employees e where
图2使⽤in的⼦查询
在下⾯的讨论中我们直接使⽤直接join和in的称呼来代表两种不同的情况。(注：在我们的实验中第⼀种情况use
3.5s；第⼆种情况use 5.7s)
⾸先我们来解释⼀下图2的dependent
subquery是什么意思：⼿册上的解释是，⼦查询中的第⼀个select，取决于外⾯的查询。就这么⼀句话，其实它表达的意思是(以我们图2的表来说明)⼦查询(e
join
t)的第⼀个表(e)的查询⽅式依赖于外部(t表)的查询。换句话说就是e表的检索⽅式依赖于t表的数据，如这⾥t表得到的记录
in)刚好可以被e表作为eq_ref⽅式来获得它的相应的记录；换种写法如果此时t表扫描第⼀条记录得到的t.emp_no为10001的话，那么后⾯⼦查询的语句就类似于这样的语句：
p_no from salaries s, employeese where
通过这个解释我们可以知道：对于上⾯的两种⽅式，它们使⽤的索引及读取数据的过程及⽅法是⼀样的，全表扫描t表，将t的每条记录传递给e表，e表通过eq_ref索引⽅式来获得记录判断⾃⾝的条件，然后再传递给s给，s表使⽤ref⽅式来获得记录，再判断⾃⾝的条件是否也得到满⾜，如果也满⾜的话，则到⼀个满⾜此查询的语句。那么为什么这两种情况会有性能上的差距了？
⾸先我们通过bt上看⼀下，两的具体执⾏流程，看它们的区别在哪⾥？
#0 evaluate_join_record (join=0x6fe0f10, join_tab=0x6fe2b28, error=0)
at :11414
#1 0x00000000005e41e8 in sub_select
(join=0x6fe0f10, join_tab=0x6fe2b28,
end_of_records=)
at :11384 【s表】
#2 0x00000000005e3f5a in evaluate_join_record (join=0x6fe0f10, join_tab=0x6fe28d0, error=
out>) at :11511
#3 0x00000000005e41e8 in sub_select
(join=0x6fe0f10, join_tab=0x6fe28d0,
end_of_records=)
at
:11384 【e表】
#4 0x00000000005e3f5a in evaluate_join_record (join=0x6fe0f10, join_tab=0x6fe2678, error=
out>) at :11511
#5 0x00000000005e4215 in sub_select
(join=0x6fe0f10, join_tab=0x6fe2678,
end_of_records=)
at
:11391 【t表】
#6 0x0000000000601d30 in do_select
(join=0x6fe0f10, fields=0x6f819a0, table=0x0, procedure=0x0) at :11140
#7 0x000000000060a479 in JOIN::exec
(this=0x6fe0f10) at :2314
#8 0x000000000060ae0f in mysql_select
(thd=0x6f7f980, rref_pointer_array=0x6f81a68, tables=0x6fd5198, wild_num=0, fields=@0x6f819a0,
conds=0x6fdd218, og_num=0, order=0x0, group=0x0, having=0x0, proc_param=0x0, select_options=2147764736, result=0x6fdd398, unit=0x6f81470,
select_lex=0x6f81898) at :2509
#9 0x000000000060b481 in handle_select
(thd=0x6f7f980, lex=0x6f813d0, result=0x6fdd398,
setup_tables_done_option=0) at :269
#10 0x000000000054c71a in execute_sqlcom_select (thd=0x6f7f980,
all_tables=0x6fd5198) at :5075
#11 0x000000000055538c in mysql_execute_command (thd=0x6f7f980) at
:2271
#12 0x000000000055ebd3 in mysql_parse (thd=0x6f7f980,
表1 join⽅式的bt
通过该bt我们也可以清楚的看到三层nest-loop的过程；注：通过在每⼀层的sub_select处查看join_tab->table->alias变量我们可以此时具体操作的表。
#0 evaluate_join_record (join=0x6fe11d8, join_tab=0x6fe5148, error=0)
at :11414
#1 0x00000000005e41e8 in sub_select
(join=0x6fe11d8, join_tab=0x6fe5148,
end_of_records=)
at
:11384 【s表】
#2 0x00000000005e3f5a in evaluate_join_record (join=0x6fe11d8,
join_tab=0x6fe4ef0, error=
out>) at :11511
#3 0x00000000005e41e8 in sub_select
(join=0x6fe11d8, join_tab=0x6fe4ef0,
end_of_records=)
at
:11384 【e表】
#4 0x0000000000601d30 in do_select
(join=0x6fe11d8, fields=0x6fd5300, table=0x0, procedure=0x0) at
:11140
#5 0x000000000060a479 in JOIN::exec
(this=0x6fe11d8) at :2314
#6 0x00000000004d5102
in subselect_single_select_engine::exec (this=0x6fdcda0)
at :1987
#7 0x00000000004d26b1
in Item_subselect::exec (this=0x6fdccb0)
at :280
#8 0x00000000004d1aaa in
Item_in_subselect::val_bool (this=0x6fe11d8) at
:880
#9 0x0000000000438821 in Item::val_bool_result
(this=0x6fe11d8) at item.h:745
#10 0x0000000000476941 in Item_in_optimizer::val_int
(this=0x6fe2a58) at :1833
#11
0x00000000005e3d9a in evaluate_join_record (join=0x6fdce98,
join_tab=0x6fe3538, error=
out>) at :11434
#12 0x00000000005e4215 in sub_select (join=0x6fdce98,
join_tab=0x6fe3538, end_of_records=
out>) at
:11391 【t表】
#13 0x0000000000601d30 in do_select (join=0x6fdce98,
fields=0x6f819a0, table=0x0, procedure=0x0) at
:11140
#14 0x000000000060a479 in JOIN::exec (this=0x6fdce98) at
:2314
#15 0x000000000060ae0f in mysql_select (thd=0x6f7f980,
rref_pointer_array=0x6f81a68, tables=0x6fd4d90, wild_num=1,
fields=@0x6f819a0,
conds=0x6fdccb0, og_num=0, order=0x0, group=0x0, having=0x0,
proc_param=0x0, select_options=2147764736, result=0x6fdce78,
unit=0x6f81470,
select_lex=0x6f81898) at :2509
#16 0x000000000060b481 in handle_select (thd=0x6f7f980,
lex=0x6f813d0, result=0x6fdce78, setup_tables_done_option=0) at
:269
#17 0x000000000054c71a in execute_sqlcom_select (thd=0x6f7f980,
all_tables=0x6fd4d90) at :5075
error parse new#18 0x000000000055538c in mysql_execute_command (thd=0x6f7f980) at :2271
#19 0x000000000055ebd3 in mysql_parse (thd=0x6f7f980,
表2 in⽅式的bt
通过这两个表我们可以发现在表t与表[e，s]之前插⼊了⼀些其它的函数，并且这个插⼊的时机是在t表执⾏evaluate_join_record函数时调⽤select_cond_result=
test(select_cond->val_int())；判断它所拥有的条件是否满⾜时进⼊的。对于表1直接join的情况该过程是没有被执⾏的因为它没有⾃⾝的where
cond。对于表2
in的⽅式，这个条件可能是由于在前⾯执⾏optimize时，确定外部查询的执⾏计划时确定的，这⾥我们不再去确认。正常的情况这个test如果有条件的话那么应该执⾏相应的条件判断如对于e表它最终调⽤的判断函数为int
Arg_comparator::compare_int_signed()；⽽在这⾥对于有⼦查询的它调⽤的⽅法是：Item_subselect::exec，⽽它最终⼜调⽤各⾃的engine->exec()，如这⾥它调⽤的是这个subselect_single_select_engine::exec⽅法，如果是第⼀次调⽤该函数的话那么就先执⾏⼀次join->optimize()，即对⼦查询(内部查询)进⾏优化，⽽在mysql_select时调⽤的join->optimize()只是对外部查询进⾏优化，它并不包括内部查询的优化(执⾏计划等，另外对于直接join的话没有所谓的内外部查询那么它的整个执⾏计划就是mysql_select完成)，然后执⾏join-
>reinit()，最后再执⾏JOIN::exec；也就是说对于in这种情况t进⾏全表扫描，那么它总共有443310，那么这⼏个函数就要被调⽤443310多次(join->optimize()除外，它在第⼀次调⽤⼦查询确认执⾏计划之后就不再调⽤)。
我们可以通过下⾯的图来反应这两种过程：
图3 join⽅式的执⾏过程
图4 in⽅式的执⾏过程
上⾯就是in⼦查询的实现过程。下⾯我们将讨论为什么in⽅式与join⽅式性能差的原因？
2. In⽐join慢的原因
⾸先我们通过oprofile来测试⼀下，两种情况各⾃的性能损耗在哪⾥？
Join
In
samples % symbol
name
444 11.2065 buf_calc_page_new_checksum
337 8.5058 rec_get_offsets_func
326 8.2282 pthread_mutex_unlock
245 6.1837 pthread_mutex_lock
240 6.0575 cmp_dtuple_rec_with_match
226 5.7042 row_search_for_mysql
218 5.5023 row_sel_store_mysql_rec
104 2.6249 code_state
103 2.5997 ha_insert_for_fold
97 2.4483 page_cur_search_with_match
83 2.0949 pthread_mutex_trylock

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