MySQL编程进阶之：`UNION`和`UNION ALL`的性能考量：`UNION ALL`为何通常更快。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位观众老爷，大家好！我是你们的老朋友，今天咱们聊点MySQL里的小秘密，关于UNION和UNION ALL这对兄弟的那些事儿。

咱们程序员啊，最怕的就是性能问题，代码一慢，啥心情都没了。所以，今天咱们就来扒一扒UNION和UNION ALL，看看它们在性能上到底差在哪儿，为什么通常情况下UNION ALL更快。

一、UNION和UNION ALL：长得像，脾气不一样

首先，咱们得搞清楚这两位哥们儿是干啥的。简单来说，它们都是用来合并多个SELECT语句的结果集的。就像是把几份表格的内容合并成一张大表，方便我们查看和分析。

UNION: 这位老哥比较讲究，合并结果的时候会去重，确保最终的结果集里没有重复的行。就像整理房间，把重复的东西都扔掉，只留下独一份。
UNION ALL: 这位就比较随意了，直接把所有结果集堆在一起，不去重。就像把几堆玩具直接倒在一个箱子里，管它有没有重复的呢。

举个例子，假设我们有两张表：customers和employees，都包含name和city字段。

-- customers 表
CREATE TABLE customers (
    name VARCHAR(50),
    city VARCHAR(50)
);

INSERT INTO customers (name, city) VALUES
('Alice', 'New York'),
('Bob', 'London'),
('Charlie', 'New York');

-- employees 表
CREATE TABLE employees (
    name VARCHAR(50),
    city VARCHAR(50)
);

INSERT INTO employees (name, city) VALUES
('David', 'Paris'),
('Alice', 'New York'),
('Eve', 'Tokyo');

如果我们用UNION合并这两张表：

SELECT name, city FROM customers
UNION
SELECT name, city FROM employees;

结果会是：

name     | city
---------|----------
Alice    | New York
Bob      | London
Charlie  | New York
David    | Paris
Eve      | Tokyo

注意，虽然Alice在两张表里都出现了，但UNION只保留了一份。

如果用UNION ALL合并这两张表：

SELECT name, city FROM customers
UNION ALL
SELECT name, city FROM employees;

结果会是：

name     | city
---------|----------
Alice    | New York
Bob      | London
Charlie  | New York
David    | Paris
Alice    | New York
Eve      | Tokyo

Alice出现了两次，UNION ALL原封不动地保留了所有结果。

二、性能差异：去重是罪魁祸首

现在，重点来了，为什么UNION ALL通常更快？原因就在于UNION需要去重这个动作。

去重可不是个轻松活儿，它需要做以下事情：

排序 (Sorting): 为了方便比较，UNION通常需要对所有结果集进行排序。这就像整理扑克牌，按顺序排列才能找出相同的牌。排序的代价是相当高的，特别是数据量大的时候。
比较 (Comparison): 排序之后，UNION需要逐行比较，找出重复的行。这就像两个人比身高，得一个一个站出来比。

而UNION ALL呢？它就像个甩手掌柜，直接把结果堆在一起，啥也不管。不需要排序，不需要比较，自然就快多了。

我们可以用 EXPLAIN 命令来观察 MySQL 是如何执行 UNION 和 UNION ALL 的，从而更直观地看到性能差异。

EXPLAIN SELECT name, city FROM customers UNION SELECT name, city FROM employees;
EXPLAIN SELECT name, city FROM customers UNION ALL SELECT name, city FROM employees;

通常情况下，EXPLAIN 的输出会显示 UNION 需要额外的操作 (例如 Using temporary 和 Using filesort)，而 UNION ALL 则没有这些额外的开销。

三、何时用UNION，何时用UNION ALL？

既然UNION ALL这么快，那是不是以后都用它就行了？当然不是！选择哪个，取决于你的需求。

需要去重？ 那就用UNION。比如，你想统计所有客户和员工所在的城市，但只想知道有哪些城市，不想重复统计。
不需要去重？ 那就用UNION ALL。比如，你想把两张表的数据合并在一起，做一些统计分析，重复的数据也无所谓。

四、优化UNION的几种姿势

虽然UNION慢一点，但有时候我们又不得不使用它。那有没有什么办法可以优化UNION呢？

索引 (Indexing): 在参与UNION的表的字段上建立索引，可以加快排序和比较的速度。这就像给书加上目录，方便查找。
```
CREATE INDEX idx_name_city ON customers (name, city);
CREATE INDEX idx_name_city ON employees (name, city);
```
避免不必要的UNION: 尽量在SELECT语句内部去重，而不是依赖UNION。比如，可以先对每个表进行去重，然后再用UNION ALL合并。
```
SELECT name, city FROM (SELECT DISTINCT name, city FROM customers) AS a
UNION ALL
SELECT name, city FROM (SELECT DISTINCT name, city FROM employees) AS b;
```
虽然看起来代码复杂了一些，但有时候效率会更高。

使用临时表 (Temporary Table): 将每个SELECT语句的结果集先存入临时表，然后再用UNION合并。这可以避免对整个结果集进行排序，而是对小块数据进行排序。

CREATE TEMPORARY TABLE tmp_customers AS SELECT name, city FROM customers;
CREATE TEMPORARY TABLE tmp_employees AS SELECT name, city FROM employees;

SELECT name, city FROM tmp_customers
UNION
SELECT name, city FROM tmp_employees;

DROP TEMPORARY TABLE IF EXISTS tmp_customers;
DROP TEMPORARY TABLE IF EXISTS tmp_employees;

需要注意的是，临时表的使用也会带来一些额外的开销，所以需要权衡利弊。

利用 DISTINCT 优化 UNION: 有时候，可以巧妙地利用 DISTINCT 来优化 UNION 的性能。例如，如果每个子查询的结果集本身就包含了重复数据，那么在 UNION 之前先对每个子查询使用 DISTINCT 可以减少 UNION 需要处理的数据量，从而提高性能。
```
SELECT DISTINCT name, city FROM customers
UNION
SELECT DISTINCT name, city FROM employees;
```
这和前面提到的避免不必要的UNION的思想是一致的。

五、实际案例分析

为了更直观地说明问题，咱们来模拟一个实际的案例。假设我们有一个电商网站，有两张表：orders_2022和orders_2023，分别记录了2022年和2023年的订单信息。现在，我们需要统计所有购买过商品的客户ID。

-- orders_2022 表
CREATE TABLE orders_2022 (
    order_id INT PRIMARY KEY,
    customer_id INT,
    product_id INT,
    order_date DATE
);

-- orders_2023 表
CREATE TABLE orders_2023 (
    order_id INT PRIMARY KEY,
    customer_id INT,
    product_id INT,
    order_date DATE
);

-- 插入一些模拟数据
INSERT INTO orders_2022 (order_id, customer_id, product_id, order_date) VALUES
(1, 101, 1, '2022-01-15'),
(2, 102, 2, '2022-02-20'),
(3, 101, 3, '2022-03-10');

INSERT INTO orders_2023 (order_id, customer_id, product_id, order_date) VALUES
(4, 103, 1, '2023-01-20'),
(5, 102, 2, '2023-02-25'),
(6, 104, 3, '2023-03-15');

如果我们用UNION来统计：

SELECT customer_id FROM orders_2022
UNION
SELECT customer_id FROM orders_2023;

结果会是：

customer_id
-------------
101
102
103
104

如果我们用UNION ALL来统计：

SELECT customer_id FROM orders_2022
UNION ALL
SELECT customer_id FROM orders_2023;

结果会是：

customer_id
-------------
101
102
101
103
102
104

在这个例子中，UNION的结果更符合我们的需求，因为它去掉了重复的客户ID。但是，如果数据量很大，UNION的性能可能会成为瓶颈。

那么，我们可以尝试以下优化方法：

在customer_id字段上建立索引:

CREATE INDEX idx_customer_id ON orders_2022 (customer_id);
CREATE INDEX idx_customer_id ON orders_2023 (customer_id);

使用DISTINCT和UNION ALL:
```
SELECT DISTINCT customer_id FROM orders_2022
UNION ALL
SELECT DISTINCT customer_id FROM orders_2023;
```
这种方法可以保证结果的正确性，同时避免UNION的去重操作。

六、总结

特性	`UNION`	`UNION ALL`
功能	合并结果集并去重	合并结果集，不去重
性能	较慢	较快
适用场景	需要去重的场景	不需要去重的场景
优化手段	索引、避免不必要的UNION、临时表、DISTINCT	避免不必要的UNION

总而言之，UNION和UNION ALL各有优缺点，选择哪个取决于你的具体需求和数据特点。在追求性能的同时，也要保证结果的正确性。作为一名优秀的程序员，我们需要根据实际情况，灵活运用各种技巧，才能写出高效、稳定的代码。

今天的分享就到这里，希望对大家有所帮助！下次再见！

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