隐秘的 MySQL 类型转换

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发布于: 2020 年 09 月 02 日

近期工作中同事遇到的一个真实问题，稍作整理后分享给大家~
1、问题开篇一张用户表，其中phone 添加了普通索引：
CREATE TABLE users (
	id bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',
	name varchar(32) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '名称',
	phone varchar(16) COLLATE utf8mb4_unicode_ci NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '手机',
	created_at timestamp NOT NULL DEFAULT '1970-01-01 16:00:00' COMMENT '创建时间',
	updated_at timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',
	PRIMARY KEY (id),
	KEY idx_phone (phone)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci COMMENT='用户表';
﻿
分别执行以下SQL：
1、字符串类型查询
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE phone = '2';
执行计划如下：
2、数值型查询
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE phone = 2;
执行计划如下：
发现问题：
当索引字段 `phone` 为字符串类型时，字符串查询时候使用了索引`idx_phone`，而数值类型查询时候竟无法使用索引`idx_phone`。
2、问题引申假如索引字段为整型的话，那用字符串查询时会不会走索引呢？
实践出真知，我们来验证一下。
同样如上表，修改字段 `phone` 类型由 varchar 变更为 bigint：
ALTER TABLE users MODIFY COLUMN phone bigint(16) NOT NULL COMMENT '手机';
﻿
然后，分别执行以下SQL：
1、字符串类型查询
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE phone = '2';
执行计划如下：
2、数值型查询
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE phone = 2;
执行计划如下：
执行后发现，无论是以字符串查询还是以数值型查询都会用到索引。
小结：
当索引字段是数值类型时，数值型或者字符型查询都不影响索引的使用。
当索引字段是字符类型时，数值型查询无法使用索引，字符型查询可正常使用索引。
3、跟进探究为什么会是这样呢？其根源就是MySQL的隐式类型转换。
3.1 什么是隐式类型转换？在MySQL中，当操作符与不同类型的操作数一起使用时，会发生类型转换以使操作数兼容，则会发生隐式类型转换。
即 MySQL会根据需要自动将数字转换为字符串，或者将字符串转换为数字。
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mysql> SELECT 1+'1';
-> 2
mysql> SELECT CONCAT(2,' test');
-> '2 test'
很明显，上面的SQL语句的执行过程中就出现了隐式转化。
从结果我们可以判定，SQL1中将字符串的“1”转换为数字1，而在SQL2 中，将数字2转换为字符串“2”。
3.2 如何避免隐式类型转换？3.2.1 清楚转换规则只有当清楚的知道隐式类型转换的规则，才能从根本上避免产生隐式类型转换。
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参考MySQL文档相关描述，确定隐式类型转换规则：
1、两个参数至少有一个是 NULL 时，比较的结果也是 NULL，例外是使用 <=> 对两个 NULL 做比较时会返回 1，这两种情况都不需要做类型转换
2、两个参数都是字符串，会按照字符串来比较，不做类型转换
3、两个参数都是整数，按照整数来比较，不做类型转换
4、十六进制的值和非数字做比较时，会被当做二进制串
5、有一个参数是 TIMESTAMP 或 DATETIME，并且另外一个参数是常量，常量会被转换为 timestamp
6、有一个参数是 decimal 类型，如果另外一个参数是 decimal 或者整数，会将整数转换为 decimal 后进行比较，如果另外一个参数是浮点数，则会把 decimal 转换为浮点数进行比较
7、所有其他情况下，两个参数都会被转换为浮点数再进行比较
﻿
验证示例：
mysql> SELECT 'aa' + 1;
-> '1'
mysql> show warnings;
+---------+------+----------------------------------------+
| Level   | Code | Message                                |
+---------+------+----------------------------------------+
| Warning | 1292 | Truncated incorrect DOUBLE value: 'aa' |
+---------+------+----------------------------------------+
上述示例中，将字符串 'aa' 和1进行求和，因为 'aa' 和数字1的类型不同，通过上述转换规则并且经查看warnings可以确认：隐式类型转化将字符串转为了 double 类型。
由于字符串是非数字型的，所以就会被转换为0，因此计算结果：0+1=1
3.2.2 使用内置函数显示转换MySQL对数据进行类型转换，提供了cast() 和 convert()。
相同点：两者都是进行数据类型转换，实现的功能基本等同
不同点：两者的语法不同：cast(value as type) 、 convert(value,type)
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将数值型转换为字符串型，应用示例如下：
mysql> SELECT CAST(123 as char);
-> '123'
mysql> SELECT CONVERT(123, char);
-> '123'
﻿
假如应用在开篇描述问题的查询中，则如下所示：
EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE phone = CAST(123 AS CHAR);
结果所示：
结果显示同应用字符串类型参数一样，可使用索引`idx_phone`。
3.2.3 类型保持一致最简单的一种，保证查询应用规范，SQL参数类型与数据库中字段类型保持一致即可。
3.3 字符类型转换另外，关于字符串类型转换的一些补充：
mysql> select '1a2b3c' = 1;
-> 1
mysql> select 'a1b2c3' = 0;
-> 1
从上面的例子可以得出：
如果字符串的第一个字符就是非数字的字符，那么转换为数字就是0；
如果字符串以数字开头，那转换的数字就是开头的那些数字对应的值，直到遇到非数字字符才结束。
4、总结本文主要从问题入手，继而进行问题引申，最终挖掘出问题根源：MySQL隐式类型转换。
同时也告诫我们日常在写SQL时一定要检查参数类型与数据库字段类型是否一致，否则可能造成隐式类型转换，不能正常应用索引，造成慢查询，甚至拖垮整个数据库服务集群。
如果参数不一致，也可以考虑使用CAST函数显性转换成一致类型。
数据表设计及应用绝非易事，需要考虑的因素太多了，大家应用过程注意保持敬畏心。
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