某些优化适用于使用 IN（或 =ANY）运算符测试子查询结果的比较。本节讨论这些优化，特别是关于 NULL 值带来的挑战。讨论的最后部分建议了如何帮助优化器。

考虑以下子查询比较

outer_expr IN (SELECT inner_expr FROM ... WHERE subquery_where)

MySQL 从外向内评估查询。也就是说，它首先获取外部表达式 outer_expr 的值，然后运行子查询并捕获它产生的行。

一个非常有用的优化是“告知”子查询，唯一感兴趣的行是内部表达式 inner_expr 等于 outer_expr 的行。这是通过将一个适当的相等性下推到子查询的 WHERE 子句中来实现的，使其更加严格。转换后的比较如下所示

EXISTS (SELECT 1 FROM ... WHERE subquery_where AND outer_expr=inner_expr)

转换后，MySQL 可以使用下推的相等性来限制它必须检查的行数以评估子查询。

更一般地说，将 N 个值与返回 N 个值行的子查询进行比较也会受到相同的转换。如果 oe_i 和 ie_i 代表相应的外部和内部表达式值，则此子查询比较

(oe_1, ..., oe_N) IN
  (SELECT ie_1, ..., ie_N FROM ... WHERE subquery_where)

变为

EXISTS (SELECT 1 FROM ... WHERE subquery_where
                          AND oe_1 = ie_1
                          AND ...
                          AND oe_N = ie_N)

为简便起见，以下讨论假设只有一对外部和内部表达式值。

刚才描述的“下推”策略在以下任一条件为真时起作用

假设 outer_expr 已知为非 NULL 值，但子查询未生成任何行，使得 outer_expr = inner_expr。然后 outer_expr IN (SELECT ...) 评估如下

在这种情况下，查找具有 outer_expr = inner_expr 的行的做法不再有效。有必要查找这样的行，但如果找不到，也需要查找 inner_expr 为 NULL 的行。粗略地说，子查询可以转换为类似以下内容

EXISTS (SELECT 1 FROM ... WHERE subquery_where AND
        (outer_expr=inner_expr OR inner_expr IS NULL))

需要评估额外的 IS NULL 条件是为什么 MySQL 具有 ref_or_null 访问方法的原因

mysql> EXPLAIN
       SELECT outer_expr IN (SELECT t2.maybe_null_key
                             FROM t2, t3 WHERE ...)
       FROM t1;
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
  select_type: PRIMARY
        table: t1
...
*************************** 2. row ***************************
           id: 2
  select_type: DEPENDENT SUBQUERY
        table: t2
         type: ref_or_null
possible_keys: maybe_null_key
          key: maybe_null_key
      key_len: 5
          ref: func
         rows: 2
        Extra: Using where; Using index
...

子查询特定的 unique_subquery 和 index_subquery 访问方法也具有“或 NULL”变体。

额外的 OR ... IS NULL 条件使查询执行稍微复杂一些（子查询中的某些优化变得不再适用），但通常是可以接受的。

当 outer_expr 可能为 NULL 时，情况会更糟。根据 SQL 对 NULL 的解释，即 “未知值,”，NULL IN (SELECT inner_expr ...) 应该被评估为

为了正确评估，必须能够检查 SELECT 是否生成了任何行，因此 outer_expr = inner_expr 不能被推入子查询中。这是一个问题，因为许多现实世界中的子查询如果没有将等式推入子查询，就会变得非常慢。

本质上，必须根据 outer_expr 的值以不同的方式执行子查询。

优化器选择 SQL 兼容性而不是速度，因此它会考虑 outer_expr 可能为 NULL 的可能性。

为了解决是否将条件推入子查询的难题，这些条件被包装在 “触发器” 函数中。因此，以下形式的表达式

outer_expr IN (SELECT inner_expr FROM ... WHERE subquery_where)

被转换为

EXISTS (SELECT 1 FROM ... WHERE subquery_where
                          AND trigcond(outer_expr=inner_expr))

更一般地说，如果子查询比较基于几对外部和内部表达式，则转换将采用此比较

(oe_1, ..., oe_N) IN (SELECT ie_1, ..., ie_N FROM ... WHERE subquery_where)

并将其转换为此表达式

EXISTS (SELECT 1 FROM ... WHERE subquery_where
                          AND trigcond(oe_1=ie_1)
                          AND ...
                          AND trigcond(oe_N=ie_N)
       )

每个 trigcond(X) 都是一个特殊函数，它计算以下值

包装在 trigcond() 函数中的等式不是查询优化器的一流谓词。大多数优化无法处理可能在查询执行时开启或关闭的谓词，因此它们假设任何 trigcond(X) 都是一个未知函数并忽略它。触发等式可供以下优化使用

当优化器使用触发条件来创建某种基于索引查找的访问（如前一个列表中的前两项）时，它必须有一个备用策略来处理条件被关闭的情况。此备用策略始终相同：执行全表扫描。在 EXPLAIN 输出中，备用策略在 Extra 列中显示为 Full scan on NULL key

mysql> EXPLAIN SELECT t1.col1,
       t1.col1 IN (SELECT t2.key1 FROM t2 WHERE t2.col2=t1.col2) FROM t1\G
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
  select_type: PRIMARY
        table: t1
        ...
*************************** 2. row ***************************
           id: 2
  select_type: DEPENDENT SUBQUERY
        table: t2
         type: index_subquery
possible_keys: key1
          key: key1
      key_len: 5
          ref: func
         rows: 2
        Extra: Using where; Full scan on NULL key

如果您运行 EXPLAIN 然后运行 SHOW WARNINGS，您就可以看到触发条件

*************************** 1. row ***************************
  Level: Note
   Code: 1003
Message: select `test`.`t1`.`col1` AS `col1`,
         <in_optimizer>(`test`.`t1`.`col1`,
         <exists>(<index_lookup>(<cache>(`test`.`t1`.`col1`) in t2
         on key1 checking NULL
         where (`test`.`t2`.`col2` = `test`.`t1`.`col2`) having
         trigcond(<is_not_null_test>(`test`.`t2`.`key1`))))) AS
         `t1.col1 IN (select t2.key1 from t2 where t2.col2=t1.col2)`
         from `test`.`t1`

使用触发条件会对性能产生一些影响。现在，NULL IN (SELECT ...) 表达式可能会导致全表扫描（这很慢），而以前它不会导致全表扫描。这是为获得正确结果而付出的代价（触发条件策略的目标是提高兼容性，而不是速度）。

对于多表子查询，执行 NULL IN (SELECT ...) 尤其慢，因为连接优化器没有针对外部表达式为 NULL 的情况进行优化。它假设左侧为 NULL 的子查询评估非常少见，即使有统计数据表明并非如此。另一方面，如果外部表达式可能为 NULL 但实际上从未为 NULL，则不会有任何性能损失。

为了帮助查询优化器更好地执行您的查询，请使用以下建议

subquery_materialization_cost_based 标志是 optimizer_switch 系统变量的一部分，用于控制子查询物化和 IN 到 EXISTS 子查询转换之间的选择。请参见 第 10.9.2 节，“可切换优化”。