MySQL WHERE NOT IN 查询极其缓慢的问题

MySQL是一种流行的关系型数据库管理系统，能够满足各种应用场景的要求。但是，有时候在处理特定的查询操作时，MySQL执行速度会异常缓慢。本文将要探讨一种常见的执行缓慢的情况：MySQL WHERE NOT IN 查询。我们将会介绍这种情况产生的原因，以及如何通过优化来解决这个问题。

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遇到的问题

一些MySQL用户在处理大量数据时可能会遇到以下问题：一条简单的SQL语句在执行范围内的行数极大时变得异常缓慢，甚至可以花费几个小时甚至几天的时间。如下的SQL语句就会产生这种情况：

SELECT column1, column2, column3 FROM table1 WHERE column1 NOT IN (SELECT column1 FROM table2);

这条SQL查询语句通过查询 table1表中不在table2表中出现的所有行，实现了对数据的过滤操作。然而，如果table1和table2都包含了大量数据行，这个查询操作可能会增加一个显著的负载，甚至导致MySQL服务器崩溃。

原因

MySQL WHERE NOT IN 查询缓慢的主要原因是子查询的存在，子查询在执行过程中需要对每一行数据进行单独的查询。也就是说，如果table1中有n行数据，table2中有m行数据，那么这个子查询将会被执行n次。当n和m都足够大的时候，执行速度会变得极其缓慢。

另外一个导致执行缓慢的原因是MySQL的查询优化器（query optimizer）使用了错误的执行计划（execution plan）。当处理一个包含多个表的查询时，MySQL会尝试在所有可能的执行计划中选择最优的执行计划。如果MySQL选择的执行计划是子查询，查询操作就会变得极其缓慢。

优化方案

在遇到MySQL WHERE NOT IN 查询执行缓慢的问题时，可以采用以下的优化方案以提高执行效率。

方案一：使用LEFT JOIN

将上面的NOT IN查询语句优化为LEFT JOIN语句，可以消除子查询以及错误的执行计划的问题。因此，LEFT JOIN语句通常比NOT IN查询语句要快得多。下面的SQL语句equivlent to上面的SQL语句：

SELECT table1.column1, table1.column2, table1.column3
FROM table1 LEFT JOIN table2
ON table1.column1 = table2.column1
WHERE table2.column1 IS NULL;

我们可以注意到，在LEFT JOIN查询中，我们将table1作为主表（LEFT表），然后以table2为基础连接（JOIN）它，同时保留table1中没有与table2相符的所有行数据。最后，只需按照table2中不存在的主键column1来过滤即可。这比NOT IN Language检索更快，因为它避免了子查询和错误的执行计划。

方案二：使用NOT EXISTS

除了LEFT JOIN方案，我们还可以使用NOT EXISTS优化方案来进行查询。使用在WHERE子句中的NOT EXISTS运算符可以避免子查询。为了将以上SQL转换为使用NOT EXISTS，我们将上述查询中的子查询嵌入到WHERE子句中。这样一来，MySQL会在表之间进行关联，比使用子查询快得多。下面是优化后的SQL 语句：

SELECT column1, column2, column3 FROM table1 WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM table2 WHERE table2.column1= table1.column1);

在这个优化方案中，我们使用了NOT EXISTS关键字，内置了一个table2的子查询，当table2与table1中某行的column1相等时，它将存在。在这个例子中，NOT EXISTS本质上是与LEFT JOIN相同的查询，但性能更好。

方案三：使用临时表

如果前面提到的两个优化方案都不能有效解决问题，我们还可以使用临时表方案。这个方案涉及到对所涉及的表创建一个或多个临时表，然后在这些临时表上执行查询操作，避免了子查询而且表之间的关联非常简单，因此大大提高了执行效率。下面是一个创建临时表的SQL语句：

CREATE TEMPORARY TABLE temp_table1 (
    column1 INT,
    PRIMARY KEY (column1)
) ENGINE=MEMORY;

INSERT INTO temp_table1 SELECT DISTINCT column1 FROM table1;

SELECT column1, column2, column3 FROM table1
WHERE column1 NOT IN (SELECT column1 FROM temp_table1);

在这个优化方案中，我们使用一系列操作来创建一个临时表，并将table1数据插入到这个临时表中。接着在SELECT语句中使用临时表作为查询评估对象，虽然因为创建临时表涉及到额外的开销，但最终能够有效地解决查询缓慢的问题。

总结

MySQL WHERE NOT IN 查询缓慢是一个常见而又棘手的问题。在处理这个问题时，我们需要根据具体情况采用不同的优化方案。使用LEFT JOIN和NOT EXISTS优化方案是最简单、最有效的方式，能够避免子查询和错误的执行计划。当这些优化方案不能够解决这个问题时，使用临时表优化方案可以有效提高查询速度。需要强调的是，在进行优化时，也需要充分考虑数据量以及索引等因素，因此最好尝试不同的方案，选出最适合实际需求的方案。