数据库-从500万条数据中询问，求优化一条SQL语句

最近在写SQL语句时，对选择IN 还是Exists 犹豫不决，于是把两种方法的SQL都写出来对比一下执行效率，发现IN的查询效率比Exists高了很多，于是想当然的认为IN的效率比Exists好，但本着寻根究底的原则，我想知道这个结论是否适用所有场景，以及为什么会出现这个结果。网上查了一下相关资料，大体可以归纳为：外部表小，内部表大时，适用Exists；外部表大，内部表小时，适用IN。那我就困惑了，因为我的SQL语句里面，外表只有1W级别的数据，内表有30W级别的数据，按网上的说法应该是Exists的效率会比IN高的，但我的结果刚好相反！！“没有调查就没有发言权”！于是我开始研究IN 和Exists的实际执行过程，从实践的角度出发，在根本上去寻找原因，于是有了这篇博文分享。

从500万条数据中查询，求优化一条SQL语句
表结构如下，里面有500W数据。我没有权限修改这个表，所以请大家给我优化下SQL查询
[code="sql"]CREATE TABLE IF NOT EXISTS jdp_tb_trade (
tid bigint NOT NULL,
status varchar DEFAULT NULL,
type varchar DEFAULT NULL,
seller_nick varchar DEFAULT NULL,
buyer_nick varchar DEFAULT NULL,
created datetime DEFAULT NULL,
modified datetime DEFAULT NULL,
jdp_hashcode varchar DEFAULT NULL,
jdp_response mediumtext,
jdp_created datetime DEFAULT NULL,
jdp_modified datetime DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (tid),
KEY ind_jdp_tb_trade_seller_nick_jdp_modified (seller_nick,jdp_modified),
KEY ind_jdp_tb_trade_jdp_modified (jdp_modified),
KEY ind_jdp_tb_trade_seller_nick_modified (seller_nick,modified),
KEY ind_jdp_tb_trade_modified (modified)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;[/code]

使用Spring Security实现方法权限管理

我的实验数据包括两张表：t_author表 和 t_poetry表。对应表的数据量：

符合以下条件的有3W条数据
[code="sql"]SELECT COUNT AS tp_count FROM jdp_tb_trade WHERE ( seller_nick IN ('李心','zhixian50','陈鹏','雪儿','稀饭','婷婷','七七') ) AND ( (jdp_modified > '2007-11-30 09:52:39') AND (jdp_modified <= '2014-04-21 22:31:13') ) LIMIT 1[/code]

1、技术目标

t_author表，13355条记录；t_poetry表，289917条记录。

我要分页查询出这3W条数据，由于MYSQL分页越往后查询越慢，所以我用了关联查询。该查询在前面2页需要3到4分钟才能返回结果。后面的每页4秒左右就返回了。实在搞不明白为什么。麻烦大家帮忙优化下。每页必须要在10秒内完成。
[code="sql"]SELECT t1.jdp_modified,t1.jdp_response FROM jdp_tb_trade t1, ( SELECT tid FROM jdp_tb_trade WHERE ( seller_nick IN ('李心','zhixian50','陈鹏','雪儿','稀饭','婷婷','七七') ) AND ( (jdp_modified > '2007-11-30 09:52:39') AND (jdp_modified <= '2014-04-21 22:31:13') ) ORDER BY jdp_modified desc LIMIT 0,200 ) t2 WHERE t1.tid=t2.tid[/code]

了解并创建Security框架所需数据表

CREATE TABLE t_poetry (id bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,poetry_id bigint NOT NULL COMMENT '诗词id',poetry_name varchar NOT NULL COMMENT '诗词名称', author_id bigint NOT NULL COMMENT '作者id'PRIMARY KEY ,UNIQUE KEY pid_idx (poetry_id) USING BTREE,KEY aid_idx (author_id) USING BTREE) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=291270 DEFAULT CHARSET=utf8mb4

CREATE TABLE t_author (id int NOT NULL AUTO_INCREMENT,author_id bigint NOT NULL,author_name varchar NOT NULL,dynasty varchar NOT NULL,poetry_num int NOT NULL DEFAULT '0'PRIMARY KEY ,UNIQUE KEY authorid_idx (author_id) USING BTREE) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=13339 DEFAULT CHARSET=utf8mb4

为项目添加Spring Security框架

执行计划分析 IN 执行过程

掌握Security框架配置

sql示例：select * from tabA where tabA.x in (select x from tabB where y>0 );

应用Security框架为项目的CRUD操作绑定权限

其执行计划：执行tabB表的子查询，得到结果集B，可以使用到tabB表的索引y；执行tabA表的查询，查询条件是tabA.x在结果集B里面，可以使用到tabA表的索引x。

2、权限管理需求描述

Exists执行过程

为系统中的每个操作定义权限，如定义4个权限：

sql示例：select from tabA where exists (select from tabB where y>0);

1）超级权限，可以使用所有操作

逐行针对tabA表的记录，去关联tabB表，判断tabB表的子查询是否有返回数据，5.5之后的版本使用Block Nested Loop如果子查询有返回数据，则将tabA当前记录返回到结果集。tabA相当于取全表数据遍历，tabB可以使用到索引。

2）添加影片权限

实验过程

3）修改影片权限

实验针对相同结果集的IN和Exists 的SQL语句进行分析。包含IN的SQL语句：

 4）删除影片权限

select from t_author ta where author_id in (select author_id from t_poetry tp where tp.poetry_id>3650 );

为系统设置管理员帐号、密码

包含Exists的SQL语句：

为系统创建权限组，每个权限组可以配置多个操作权限，如创建2个权限组：

select from t_author ta where exists (select * from t_poetry tp where tp.poetry_id>3650 and tp.author_id=ta.author_id);

1）"Administrator"权限组，具有超级权限

第一次实验数据情况

 2）"影片维护"权限组，具有添加影片、修改影片权限

t_author表，13355条记录；t_poetry表，子查询筛选结果集 where poetry_id>293650 ，121条记录；

可将管理员加入权限组，管理员登录后具备权限组所对应操作权限

使用exists耗时0.94S， 使用in耗时0.03S，IN 效率高于Exists

管理员可不属于某权限组，可为管理员直接分配权限

对t_poetry表的子查询结果集很小，且两者在t_poetry表都能使用索引，对t_poetry子查询的消耗基本一致。两者区别在于，使用 in 时，t_author表能使用索引:

3、使用准备

使用exists时，t_author表全表扫描:

3.1）在数据库中创建6张表

在子查询结果集较小时，查询耗时主要表现在对t_author表的遍历上。

t_admin        管理员帐号表

第二次实验数据情况

t_role权限表

t_author表，13355条记录；t_poetry表，子查询筛选结果集 where poetry_id>3650 ，287838条记录；

t_group        权限组表

使用exists耗时0.12S， 使用in耗时0.48S，Exists效率高于 IN。

t_group_role权限组对应权限表

两者的索引使用情况跟第一次实验是一致的，唯一区别是子查询筛选结果集的大小不同，但实验结果已经跟第一次的不同了。这种情况下子查询结果集很大，我们看看mysql的查询计划：使用in时，由于子查询结果集很大，对t_author和t_poetry表都接近于全表扫描，此时对t_author表的遍历耗时差异对整体效率影响可以忽略，执行计划里多了一行，在接近全表扫描的情况下，mysql优化器选择了auto_key来遍历t_author表：

t_group_user管理员所属权限组表

使用exists时，数据量的变化没有带来执行计划的改变，但由于子查询结果集很大，5.5以后的MySQL版本在exists匹配查询结果时使用的是Block Nested-Loop（Block嵌套循环，引入join buffer，类似于缓存功能）开始对查询效率产生显着影响，尤其针对子查询结果集很大的情况下能显着改善查询匹配效率：

t_user_role管理员对应权限表

根据上述两个实验及实验结果，我们可以较清晰的理解IN 和Exists的执行过程，并归纳出IN 和Exists的适用场景：

建表SQL语句如下：

IN查询在内部表和外部表上都可以使用到索引； Exists查询仅在内部表上可以使用到索引；当子查询结果集很大，而外部表较小的时候，Exists的Block Nested Loop的作用开始显现，并弥补外部表无法用到索引的缺陷，查询效率会优于IN。当子查询结果集较小，而外部表很大的时候，Exists的Block嵌套循环优化效果不明显，IN 的外表索引优势占主要作用，此时IN的查询效率会优于Exists。 网上的说法不准确。其实“表的规模”不是看内部表和外部表，而是外部表和子查询结果集。最后一点，也是最重要的一点：世间没有绝对的真理，掌握事物的本质，针对不同的场景进行实践验证才是最可靠有效的方法。 实验过程中发现的问题补充

Sql代码

仅对不同数据集情况下的上述exists语句分析时发现，数据集越大，消耗的时间反而变小，觉得很奇怪。具体查询条件为：

SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0; 

where tp.poetry_id>3650，耗时0.13Swhere tp.poetry_id>293650，耗时0.46S

-- 创建管理员帐号表t_admin 

可能原因：条件值大，查询越靠后，需要遍历的记录越多，造成最终消耗越多的时间。这个解释有待进一步验证后再补充。

CREATE TABLE `t_admin` (  

`id`bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,  

`passwd`varchar(12) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用户密码',  

`nickname`varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用户名字',  

`phoneno`varchar(32) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '电话号码',  

PRIMARY KEY (`id`)  

) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6DEFAULT CHARSET=utf8; 

-- 添加3个管理帐号  

INSERT INTO `t_admin` VALUES ('1', 'admin', 'admin', '');  

INSERT INTO `t_admin` VALUES ('4', '123456', 'test', '');  

INSERT INTO `t_admin` VALUES ('5', '111111', '111111', ''); 

-- 创建权限表t_role 

CREATE TABLE `t_role` (  

`id`bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,  

`role`varchar(40) NOT NULL DEFAULT '',  

`descpt`varchar(40) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '角色描述',  

`category`varchar(40) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '分类',  

PRIMARY KEY (`id`)  

) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=60DEFAULT CHARSET=utf8; 

-- 加入4个操作权限 

INSERT INTO `t_role` VALUES ('1', 'ROLE_ADMIN', '系统管理员', '系统管理员');  

INSERT INTO `t_role` VALUES ('2', 'ROLE_UPDATE_FILM', '修改', '影片管理');  

INSERT INTO `t_role` VALUES ('3', 'ROLE_DELETE_FILM', '删除', '影片管理');  

INSERT INTO `t_role` VALUES ('4', 'ROLE_ADD_FILM', '添加', '影片管理'); 

-- 创建权限组表 

CREATE TABLE `t_group` (  

`id`bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,  

`groupname`varchar(50) NOT NULL DEFAULT '',  

PRIMARY KEY (`id`)  

) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=7DEFAULT CHARSET=utf8; 

-- 添加2个权限组 

INSERT INTO `t_group` VALUES ('1', 'Administrator');  

INSERT INTO `t_group` VALUES ('2', '影片维护'); 

-- 创建权限组对应权限表t_group_role 

CREATE TABLE `t_group_role` (  

`id`bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,  

`groupid`bigint(20) unsigned NOT NULL,