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SQL 求 3 列异值的 4 种方法

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社区首页 > 专栏 > SQL 求 3 列异值的 4 种方法

SQL 求 3 列异值的 4 种方法

作者头像
Lenis
发布 于 2022-03-31 20:32:34
发布 于 2022-03-31 20:32:34
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文章被收录于专栏: 有关SQL

前两天在抽一段数据时,碰到一个典型问题,初一想,有很多解法,所以特想做一次归纳。

回想往事,其实有好些想法,可以深究,因没及时记录,事后就再也想不起来,白白浪费好多这样的机会。

所以为了不留遗憾,今天沉下心来,好好复盘下。

问题的原型,大概是这样的:一张表,有三列数据,表示了同一个维度的数据。

表结构大约是这样的:

代码语言: javascript
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CREATE TABLE `tianchi_mobile_user_stage` (
  `user_id` varchar(50) DEFAULT NULL,
  `app_user_id` varchar(50) DEFAULT NULL,
  `global_user_id` varchar(50) DEFAULT NULL,
  `item_id` int DEFAULT NULL,
  `behavior_type` int DEFAULT NULL,
  `user_geohash` varchar(1024) DEFAULT NULL,
  `item_category` int DEFAULT NULL,
  `time` varchar(1024) DEFAULT NULL,
  `crc64_user_id` int DEFAULT NULL,
  `crc64_user_id_2` bigint DEFAULT NULL,
  `crc64_user_id_3` bigint unsigned DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;

其中,user_id, app_user_id, global_user_id 这三列,是互相包含的。即,我中有你,你中有我。但其中有一列,数据最全。现在,需要找到这一列,单抽出来做维度。

粗粗地看,很简单,就是个排列组合的问题,俩俩对比,用 6 组,就能求解出来。求解的最佳方法,有两个要求:快和准。

任何数据模型,放到大数据量背景下(这张表大约有 400多万的数据),都会变得不简单。不管如何,还是先做出来,再追求最优解。

于是,我马上能想到的两个方法,就是 Left Join 和 Not IN( 很遗憾,MySQL 8 了,都还不支持 Except)

先看 Left Join 怎么写:

代码语言: javascript
复制

SELECT user.user_id 
FROM tianchi_mobile_user_stage user 
  LEFT JOIN tianchi_mobile_user_stage app_user 
    on app_user.app_user_id  = user.user_id 
WHERE app_user.app_user_id  IS NULL 
;

假使有结果,证明 user_id 比 app_user_id 多出一些。于是,就像冒泡算法一样,user_id 成为最有可能的候选列。

但是,等等。这能说明 user_id 包含了所有的 app_user_id 吗,恐怕不能。这只能说明,user_id 中,有部份人不在 app_user_id中,要证明 user_id 数据最全,还需要反证,app_user_id 中的人,全部都在 user_id 中。

于是求解如下:

代码语言: javascript
复制
SELECT app_user.app_user_id 
FROM tianchi_mobile_user_stage app_user  
  LEFT JOIN tianchi_mobile_user_stage  user
    on user.user_id = app_user.app_user_id 
WHERE user.user_id  IS NULL 

未有结果,可证明,app_user_id 的人,全部都在 user_id 中,确实没漏。

但,要对比这剩下的几组,每次都靠人眼来查找,似乎有些累眼睛。于是,省去互相包含的那部份数据,并选择 一条不包含的即可:

代码语言: javascript
复制

SELECT user.user_id 
FROM tianchi_mobile_user_stage user 
  LEFT JOIN tianchi_mobile_user_stage app_user 
    on app_user.app_user_id  = user.user_id 
WHERE app_user.app_user_id  IS NULL 
LIMIT 1 

这样,user_id, app_user_id, global_user_id 互相对比,顶多 6 次,即找出最全的那列。

但是等等,400多万数据,会不会太慢呢?那几乎是肯定的,因为我去剥了颗开心果回来,界面还是这样的:

于是我看了下执行计划:

走了表扫,还用了 Hash Join 算法。显然要给三个列,分别加一个单列索引:

代码语言: javascript
复制

create index idx_user_id on tianchi_mobile_user_stage (user_id);
create index idx_app_user_id on tianchi_mobile_user_stage (app_user_id);
create index idx_global_user_id on tianchi_mobile_user_stage (global_user_id);

想着可能对其他的方案也有用,就把索引留着,等完工了再删。

等建完索引,我又发现一个可以优化的地方。在本题中,只需找出散值(即每列的单值)的差异即可,完全没必要把整张表的数据,都拉出来。因为 user_id 肯定会有重复值嘛。

于是,将 SQL 语句改写如下:

代码语言: javascript
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SELECT
  user_1.user_id,user_2.app_user_id
  SELECT
    distinct user.user_id as user_id
    tianchi_mobile_user_stage user ) user_1
LEFT JOIN (
  SELECT
    DISTINCT app_user.app_user_id
    tianchi_mobile_user_stage app_user ) user_2 
  user_2.app_user_id = user_1.user_id
WHERE
  user_2.app_user_id IS NULL
LIMIT 1 

从执行计划看出,表扫变索引查找,而数据量也下降了 400倍,执行时间秒出。

那么,同样的思路,再用 NOT IN 来试下:

代码语言: javascript
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SELECT
    distinct user.user_id as user_id
    tianchi_mobile_user_stage user
WHERE user.user_id NOT IN (
SELECT
    DISTINCT app_user.app_user_id
    tianchi_mobile_user_stage app_user
LIMIT 1 ;

由于有了之前的索引,这次的查询也快很多

但是,上面的做法,太过于繁琐,有没有什么方法,可以一次性就知道,这三列到底有没有差别呢?于是我又想到了两个方法:count 和 checksum 聚合

要对比这三列有没有不同,最简单的就是计算三列的总数。如果 user_id 有 400万,app_user_id 有 300万,global_user_id 有 200万,那么毋庸置疑,user_id 就是最全的。并且这种方法,只走一边全表扫描,效率应该没问题。

代码语言: javascript
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SELECT COUNT(DISTINCT user_id) as user_id_cnt 
  ,COUNT(DISTINCT app_user_id) as app_user_id_cnt 
  ,COUNT(DISTINCT global_user_id) as global_user_id_cnt 
FROM tianchi_mobile_user_stage ;

事实证明,效果显著,性能拉胯。

虽然,count 值一样,两列包含的数据,就绝对一样了吗,答案是否定的。假设,user_id, app_user_id 各包含 400万数据。其中 app_user_id 有 200万数据,是可以在 user_id 找到的,而另外 200万,并不在 user_id 中。总数相等,但还是有区别的。

于是,我又想到了一种方案,那就是求 CRC 的总和。CRC 方法,简单来说,就是求每个 user id 的哈希值,然后求和。若和一致,则说明两列包含了相同的散值。

我之前提过一篇文章讲 CRC,详细的用法在这篇文章里:

|SQL中的数据检验, CRC or MD5?

在这里,涉及到的数据量比较大,MySQL 自带的 CRC32 发生的重合率比较大,因此换用 CRC64.

注意:使用 CRC64 函数,必须安装 common_schema MySQL.com

由此,又产生了一种解法:

代码语言: javascript
复制

select 'user_id' as category,sum(common_schema.crc64(  user_id)) as user_id_crc64
from (
select distinct  user_id 
from tianchi_mobile_user_stage tmu 
) tmp 
union all 
select 'app_user_id' as category, sum(common_schema.crc64( app_user_id)) as user_id_crc64
from (
select distinct app_user_id 
from tianchi_mobile_user_stage tmu 
) tmp 
union all 
 
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