面试题：MySQL查询切分策略之高级难度

Question

在一个分布式MySQL环境中，有多个分片存储着用户交易记录（表名为transactions，字段有transaction_id, user_id, amount, transaction_time等）。现要求实现一个复杂查询，找出过去一周内交易金额总和前10的用户及其交易金额总和，同时要考虑查询切分以优化性能。请详细描述你的切分思路、实现步骤以及最终的查询逻辑。

Answer 1

切分思路

1. 按时间切分：由于是查询过去一周内的数据，可根据transaction_time字段进行切分。假设每个分片都有完整的时间范围数据，先按时间过滤出过去一周的数据。这可以利用MySQL的日期函数来实现，减少每个分片上需要处理的数据量。
2. 按用户ID切分：分布式环境下，不同分片可能存储不同用户的交易记录。为了找到交易金额总和前10的用户，可将用户ID范围进行合理划分，分别在每个分片上计算各自范围内用户的交易金额总和，这样能并行处理数据，提高查询效率。

实现步骤

1. 确定过去一周的时间范围：使用MySQL的日期函数CURRENT_DATE获取当前日期，再通过INTERVAL关键字计算出过去一周的起始日期。例如：

SET @start_date = CURRENT_DATE - INTERVAL 7 DAY;

2. 在每个分片上进行本地计算：
   • 对每个分片执行如下查询，计算每个用户在过去一周内的交易金额总和：

SELECT user_id, SUM(amount) AS total_amount
FROM transactions
WHERE transaction_time >= @start_date
GROUP BY user_id;

3. 合并各分片结果：将每个分片上计算得到的用户交易金额总和结果收集起来，在一个汇总节点（或内存中）进行合并。
4. 找出前10的用户：对合并后的结果按照total_amount进行降序排序，并取前10条记录。

最终查询逻辑

假设各分片的结果存储在临时表tmp_results中（字段为user_id和total_amount），在汇总节点上的最终查询逻辑如下：

SELECT user_id, total_amount
FROM (
    SELECT user_id, total_amount
    FROM tmp_results
    ORDER BY total_amount DESC
    LIMIT 10
) AS top_users;

如果是在程序中实现，可通过编程语言连接各个分片数据库执行本地计算，然后将结果收集到程序内存中，利用程序的排序功能找出前10的用户。例如在Python中使用pymysql库连接数据库，将每个分片的结果读取到列表中，然后使用heapq模块找出前10的用户。