SQL中的in、exists和join的查询原理？

最近遇到一个SQL性能问题。SQL语句如下：SELECT * FROM aWHERE id NOT IN(SELECT a_id FROM b)。根据网上的优化方案将NOT IN更改为NOT EXISTS或LEFT JOIN / a_id IS NULL方式，但效果没有改变，反而NOTEXISTS会更慢，最终将b表的a_id添加索引，三种方式的性能均有很大提升，但三种方式之间并没有很大差别。所以想请教一下这三种方式的查询原理到底是什么？为什么大家都会推荐将IN方式换为EXISTS和LEFT JOIN/NULL呢？测试环境：ubuntu 12.04 server 64bit + mysql 5.0

如果子查询得出的结果集记录较少，主查询中的表较大且又有索引时应该用in,反之如果外层的主查询记录较少，子查询中的表大，又有索引时使用exists。