mysql中的临时表如何使用
作者：wind_huise
1.什么是临时表
内部临时表是sql语句执行过程中，用来存储中间结果的的数据表，其作用类似于：join语句执行过程中的joinbuffer，order by语句执行过程中的sortBuffer一样。
这个表是mysql自己创建出来的，对客户端程序不可见。那么mysql什么时候会创建内部临时表呢？创建的内部临时表的表结构又是怎么样的呢？
2.临时表的使用场景
在mysql中常见的使用临时表的场景，有两个：unoin语句和groupby语句。
为了更好的了解内部临时表在unoin和groupby中是如何起作用的，我们先了解一下unoin和groupby的执行流程。
为了方便下文的描述，我们建立如下表结构：
CREATE TABLE `t1` ( `id` int(11) NOT NULL, `a` int(11) DEFAULT NULL, `b` int(11) default null, PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE, key (`a`) using BTREE ) ENGINE=InnoDB;
建立表t1，其中id为主键，a为普通索引，然后向表中插入1000条数据：
drop procedure idata; delimiter ;; create procedure idata() begin declare i int; set i=1; while(i<=1000)do insert into `t1` values(i,i,i); set i=i+1; end while; end;; delimiter ; call idata();
union
我们都知道union的语义是对 unoin两端的结果集取并集，也就是两个结果集加起来，重复的数据行，只取其中一行。这里需要注意，unoin是有在多个数据集中排重的语义的。
下面我们执行下面这条语句：
(select 1000 as f) union (select id from t1 order by id desc limit 2);
在这条语句的语义是：将t1中的数据，按照id倒序排列后，取出前两行数据的id，与"1000"取并集。
这条语句在mysql中的执行流程如下：
1.创建一个内存临时表，这个内存临时表只有一个整形字段f，并且f字段为主键(因为要进行排重)。
2.执行第一个子查询，得到1000这个值，放入到内存临时表中。
3.执行第二个子查询：取出第一个满足条件数据行中的id=1000，尝试写入临时表，这时会出现违反唯一性约束的情况，导致插入失败，然后继续执行。取出第二行数据的id=999，插入成功。
4.从临时表中取出数据，返回客户端结果，并删除临时表。
同时，我们可以查看上述查询语句的执行计划，来验证上述执行流程：
从以上过程中，我们可以知道，内存临时表的作用：通过唯一键约束，实现了union的语义。
如果把上述语句中的union，替换成 union all的话，那查询语句就失去了"去重"的语义了。那么，mysql在执行查询语句的过程中，是否还会使用临时表呢？
我们使用以下查询语句进行验证：
(select 1000 as f) union all (select id from t1 order by id desc limit 2);
通过查询sql的执行计划，我们会发现，查询语句执行过程中，不在需要临时表了。
整个查询语句的执行流程如下：
1.执行第一个子查询，将查询的结果，作为结果集的一部分，返回给客户端。
2.执行第二个子查询，将查询的结果作为结果集的一部分，返回给客户端。
groupby
除了unoin查询语句在执行过程中会使用临时表外，groupby 查询语句在执行过程中，也会使用临时表。为了方便说明问题，我们执行如下查询语句：
select id%10 as m, count(1) as c from t1 group by m order by m;
该语句的语义，将表中所有数据中的id值，对10进行取模，并将取模后的结果进行分组，然后统计出每组数据的个数。查询语句执行计划如下：
该查询语句的执行流程如下：
1.创建临时表，表中有两个字段：m和c，其中m为主键，因为group by字段m的值，必须是唯一的。
2.扫描表t1的索引a，依次取出叶子结点上的id值，并计算id%10，将计算结果记为x，如果临时表中没有m=x的行，就插入一个记录(x,1)。如果表中有m=x数据行，那么就将x这一行的c值加1。
3.遍历完成后，在根据字段m做排序，得到最终结果返回给客户端。
对于步骤3中的排序流程，可以参考 如何优化sql中的orderBy。
3.groupby 如何优化
通过上面的描述，我们知道了groupby的执行流程。groupby在执行过程中，需要建立一个带有唯一键索引的临时表，其中唯一键索引字段就是groupby的字段。这个执行代价还是比较高的，而且这个临时表还是一次性的。
为了提高groupby语句的执行性能，我们可以从"不使用临时表"的角度下手。首先我们可以这样想：要想让groupby的过程中不使用临时表，我们就要知道，临时表在groupby的过程中，解决了什么问题？如果，我们能找到另外一种不使用临时表，也能解决这个问题的方案，那么我们就可以不使用临时表了。
首先，我们知道，在日常开发过程中，我们使用groupby主要就是为了实现：将表中所有的数据，按照指定字段进行分组。把字段值相同的数据划分为一个组，然后在对组内的数据执行聚合函数，聚合函数计算的结果，作为结果集中的一行数据。
而在这个过程中，临时表的作用就是在扫描数据表的时候，对每行数据属于哪个组，进行记录，同时执行聚合函数的逻辑。之所以需要一个临时表来记录每行数据属于哪个组，主要是因为表中的数据，按照"group by字段"维度，不是有序的。
如果表中的数据本身就是按照"groupby字段"有序的话，也就是属于同一个组的数据都分布在一起，那么就不需要临时表，也可以对数据进行分组。 举例如下图，如果执行groupby，同时计算每组数据个数。执行流程大致如下:
1.从左到右扫描数据，并依次累加，当遇到第一个2时，说明已经积累了3个1了，此时结果集的第一行数据就是(1,3)。
2.当遇到第一个3的时候，说明已经积累了2个2了，此时结果集的第二行数据就是(2,2)；
3.按照以上逻辑逐个计算，就可以得到最终结果。
在mysql中，如果分组字段上有索引的话，执行查询过程中，mysql就不会建立临时表了。
我们可以执行如下查询语句进行验证：
explain select id as m from t1 group by id;
通过查看执行计划，我们可以发现，因为分组字段id，是主键，本身是有序的。这里并没有使用临时表：
但是很多时候，分组字段并不是表中的一个具体字段。而是通过一定计算后的逻辑字段，如：
select id%10 as m from t1 group by m
这里分组字段m，并不是t1表中的一个字段，而是对id对10取模后的一个逻辑字段。为了让分组字段有序，下面给大家介绍两种优化手段。
1.生成伴生字段，并建立索引
从mysql 5.7开始，支持了generated column机制，来实现字段数据的关联更新。如下语句：
alter table t1 add column z int generated always as (id % 10), add index (z);
为t1表增加字段z，z的字段值为id值与10取模后的结果，同时在z上添加索引。这样当我们再执行：
explain select id%100 as m,count(*) as c from t1 group by m
或者：
explain select z as m,count(id) as c from t1 group by m
执行计划如下：
此时就不在使用临时表了。
上面的伴生字段的方案，需要我们向表中添加额外字段，如果业务场景比较复杂，分组的场景比较多，使用伴生字段方案需要在表中增加的额外字段就会比较多。这将会使我们的数据表结果变得比较复杂。
2.直接对分组字段进行排序
如果我们可以预估到，在执行groupby语句时，分组后的数据量比较大，使用的内存临时表可能都无法存储，那么内存临时表就会被替换成磁盘临时表，这个替换的阈值，由变量"tmp_table_size"控制，该变量的默认值为16M，如果在查询语句执行过程，需要存放到临时表中的数据量超过16M，那么使用的临时表就会变成磁盘临时表，磁盘临时表默认的存储引擎是InnoDB，磁盘临时表的性能相比内存临时表性能更低。
对于这种情况，mysql提供了 SQL_BIG_RESULT语句，该语句的作用就是告诉优化器：这个语句涉及到的数据量比较大，直接使用磁盘临时表。但是这里使用的磁盘临时表，会调整存储的数据结构，数据结构不再是B+树，而是数组。
下面我们举例说明，执行如下查询语句的的流程如下：
explain select sql_big_result id%100 as m,count(id) as c from t1 group by m ;
执行流程：
1.初始化sort_buffer，确定放入一个整形字段，记为m。
2.扫描t1索引a，依次取出叶子节点中的主键id的值，并对100取模，然后插入到sort_buffer中。
3.数据表扫描完后，对sort_buffer中的m进行排序。
4.排序后，就得到了一个针对分组字段的有序数组。
有了针对分组字段的有序数组，那么就可以通过遍历该数组实现groupby的语义了。
通过查看上述查询语句的执行计划，可以发现，不在使用临时表了。
总结
为了保证groupby的执行性能，在使用groupby的时候要做到以下几点：
1.尽量让 group by 过程用上表的索引，确认方法是 explain 结果里没有 Using temporary 和 Using filesort。
2.如果 group by 需要统计的数据量不大，尽量只使用内存临时表；也可以通过适当调大 tmp_table_size 参数，来避免用到磁盘临时表。
3.如果数据量实在太大，使用 SQL_BIG_RESULT 这个提示，来告诉优化器直接使用排序算法得到 group by 的结果。
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。