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改进MySQL Order By Rand()的低效率

Author:flymorn Source:飘易
Categories:PHP编程 PostTime:2011-1-14 15:35:07
正 文:
    最近由于需要研究了一下MYSQL的随机抽取实现方法。举个例子,要从tablename表中随机提取一条记录,大家一般的写法就是:
SELECT * FROM content ORDER BY RAND() LIMIT 1

飘易注:3万条记录查询花费 0.3745 秒(下同);从mysql slow query log看出“ORDER BY RAND() ”全表扫描了2次!

后来我查了一下MYSQL的官方手册,里面针对RAND()的提示大概意思就是,在ORDER BY从句里面不能使用RAND()函数,因为这样会导致数据列被多次扫描。但是在MYSQL 3.23版本中,仍然可以通过ORDER BY RAND()来实现随机。

但是真正测试一下才发现这样效率非常低。一个15万余条的库,查询5条数据,居然要8秒以上。查看官方手册,也说rand()放在ORDER BY 子句中会被执行多次,自然效率及很低。

搜索Google,采用JOIN,查询max(id) * rand()来随机获取数据。
SELECT * 
FROM `content` AS t1 JOIN (SELECT ROUND(RAND() * (SELECT MAX(id) FROM `content`)) AS id) AS t2 
WHERE t1.id >= t2.id 
ORDER BY t1.id ASC LIMIT 1; 

查询花费 0.0008 秒,飘易认为可以推荐使用这个语句!!

但是这样会产生连续的5条记录。解决办法只能是每次查询一条,查询5次。即便如此也值得,因为15万条的表,查询只需要0.01秒不到。

有一个方法:
SELECT * FROM `content` AS a JOIN ( SELECT MAX( ID ) AS ID FROM `content` ) AS b ON ( a.ID >= FLOOR( b.ID * RAND( ) ) ) LIMIT 5;  

上面这种方式保证了一定范围内的随机,查询花费 0.4265 秒,也不推荐。

下面的语句,mysql的论坛上有人使用
SELECT * 
FROM `content` 
WHERE id >= (SELECT FLOOR( MAX(id) * RAND()) FROM `content` ) 
ORDER BY id LIMIT 1;
  
查询花费 1.2254 秒,飘易强烈不推荐!因为实测后,3万行的表,这个语句竟然会扫描500万行!!

跟上面的语句还是有很大差距。总觉有什么地方不正常。于是我把语句改写了一下。
SELECT * FROM `content` 
WHERE id >= (SELECT floor(RAND() * (SELECT MAX(id) FROM `content`)))  
ORDER BY id LIMIT 1; 
 
查询花费 0.0012 秒

这下,效率又提高了,查询时间只有0.01秒

最后,再把语句完善一下,加上MIN(id)的判断。我在最开始测试的时候,就是因为没有加上MIN(id)的判断,结果有一半的时间总是查询到表中的前面几行。
完整查询语句是:
SELECT * FROM `content` 
WHERE id >= (SELECT floor( RAND() * ((SELECT MAX(id) FROM `content`)-(SELECT MIN(id) FROM `content`)) + (SELECT MIN(id) FROM `content`)))  
ORDER BY id LIMIT 1; 
 
查询花费 0.0012 秒

SELECT * 
FROM `content` AS t1 JOIN (SELECT ROUND(RAND() * ((SELECT MAX(id) FROM `content`)-(SELECT MIN(id) FROM `content`))+(SELECT MIN(id) FROM `content`)) AS id) AS t2 
WHERE t1.id >= t2.id 
ORDER BY t1.id LIMIT 1;
   
查询花费 0.0008 秒

最后在php中对这两个语句进行分别查询10次,
前者花费时间 0.147433 秒
后者花费时间 0.015130 秒
看来采用JOIN的语法比直接在WHERE中使用函数效率还要高很多。(via

======================================
【好了,最后飘易来总结下】
第一种方案,即原始的 Order By Rand() 方法
$sql="SELECT * FROM content ORDER BY rand() LIMIT 12";
$result=mysql_query($sql,$conn);
$n=1;
$rnds='';
while($row=mysql_fetch_array($result)){
$rnds=$rnds.$n.". <a href='show".$row['id']."-".strtolower(trim($row['title']))."'>".$row['title']."</a><br />\n";
$n++;
}

3万条数据查12条随机记录,需要0.125秒,随着数据量的增大,效率越来越低。

第二种方案,改进后的 JOIN 方法
for($n=1;$n<=12;$n++){
$sql="SELECT * FROM `content` AS t1 
JOIN (SELECT ROUND(RAND() * (SELECT MAX(id) FROM `content`)) AS id) AS t2 
WHERE t1.id >= t2.id ORDER BY t1.id ASC LIMIT 1";
$result=mysql_query($sql,$conn);
$yi=mysql_fetch_array($result);
$rnds = $rnds.$n.". <a href='show".$yi['id']."-".strtolower(trim($yi['title']))."'>".$yi['title']."</a><br />\n";
}

3万条数据查12条随机记录,需要0.004秒,效率大幅提升,比第一种方案提升了约30倍。缺点:多次select查询,IO开销大。

第三种方案,SQL语句先随机好ID序列,用 IN 查询(飘易推荐这个用法,IO开销小,速度最快)
$sql="SELECT MAX(id),MIN(id) FROM content";
$result=mysql_query($sql,$conn);
$yi=mysql_fetch_array($result);
$idmax=$yi[0];
$idmin=$yi[1];
$idlist='';    
for($i=1;$i<=20;$i++){    
if($i==1){ $idlist=mt_rand($idmin,$idmax); }    
else{ $idlist=$idlist.','.mt_rand($idmin,$idmax); }    
}  
$idlist2="id,".$idlist;
$sql="select * from content where id in ($idlist) order by field($idlist2) LIMIT 0,12"; 
$result=mysql_query($sql,$conn);
$n=1;
$rnds='';
while($row=mysql_fetch_array($result)){
$rnds=$rnds.$n.". <a href='show".$row['id']."-".strtolower(trim($row['title']))."'>".$row['title']."</a><br />\n";
$n++;
}

3万条数据查12条随机记录,需要0.001秒,效率比第二种方法又提升了4倍左右,比第一种方法提升120倍。注,这里使用了 order by field($idlist2) 是为了不排序,否则 IN 是自动会排序的。缺点:有可能遇到ID被删除的情况,所以需要多选几个ID。

测试方法:
$t = microtime(true); 
//执行语句
echo microtime(true) - $t;  
作者:flymorn
来源:飘易
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4条评论 “改进MySQL Order By Rand()的低效率”
2011-1-17 16:57:17
写的很不错,好文章一定要顶!
2 ahaha
2011-2-23 17:07:28
不错,还有点评,相当好,这就去测试下
3 ben
2014-5-6 11:40:47
遇到点问题,我的数据中有部分ID被删除了,所以,查出来的 数据总是少于10条,有什么办法可以解决吗?

查询20条,然后在前台只列出前10条?
4 飘易
2014-5-7 11:41:27
to  BEN:
加个变量,存储执行后有几条记录了,不够10条,再次查询,知道满足10条为止。
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