MySQL索引下推是什么

2023-06-15 14:03:09 mysql 索引 下推

本文小编为大家详细介绍“MySQL索引下推是什么”，内容详细，步骤清晰，细节处理妥当，希望这篇“MySQL索引下推是什么”文章能帮助大家解决疑惑，下面跟着小编的思路慢慢深入，一起来学习新知识吧。

SELECT 语句执行过程

MySQL
 数据库由 
Server
 层和 
Engine
 层组成：

  • Server
     层： 有 
    SQL
     分析器、
    SQL
     优化器、
    SQL
     执行器，用于负责 
    SQL
     语句的具体执行过程。

  • Engine
     层： 负责存储具体的数据，如最常使用的 
    InnoDB
     存储引擎，还有用于在内存中存储临时结果集的 
    TempTable
     引擎。

MySQL索引下推是什么

  • 通过客户端/服务器通信协议与 

    MySQL
     建立连接。

  • 查询缓存：

    • 如果开启了 

      Query Cache
       且在查询缓存过程中查询到完全相同的 
      SQL
       语句，则将查询结果直接返回给客户端；

    • 如果没有开启 

      Query Cache
       或者没有查询到完全相同的 
      SQL
       语句则会由解析器进行语法语义解析，并生成解析树。

  • 分析器生成新的解析树。

  • 查询优化器生成执行计划。

  • 查询执行引擎执行 

    SQL
     语句，此时查询执行引擎会根据 
    SQL
     语句中表的存储引擎类型，以及对应的 
    API
     接口与底层存储引擎缓存或者物理文件的交互情况，得到查询结果，由 
    MySQL Server
     过滤后将查询结果缓存并返回给客户端。

    若开启了 

    Query Cache
    ，这时也会将 
    SQL
     语句和结果完整地保存到 
    Query Cache
     中，以后若有相同的 
    SQL
     语句执行则直接返回结果。

Tips
：
MySQL 8.0
 已去掉 
query cache
（查询缓存模块）。

因为查询缓存的命中率会非常低。 查询缓存的失效非常频繁：只要有对一个表的更新，这个表上所有的查询缓存都会被清空。

什么是索引下推？

索引下推(

Index Condition Pushdown
)： 简称 
ICP
，通过把索引过滤条件下推到存储引擎，来减少 
MySQL
 存储引擎访问基表的次数 和 
MySQL
 服务层访问存储引擎的次数。

索引下推 VS 覆盖索引： 其实都是 减少回表的次数，只不过方式不同

  • 覆盖索引： 当索引中包含所需要的字段（

    SELECT XXX
    ），则不再回表去查询字段。

  • 索引下推： 对索引中包含的字段先做判断，直接过滤掉不满足条件的记录，减少回表的行数。

要了解 

ICP
 是如何工作的，先从一个查询 
SQL
 开始：

举个栗子：查询名字 

la
 开头、年龄为 
18
 的记录

SELECT * FROM user WHERE name LIKE 'la%' AND age = 18;

有这些记录：

MySQL索引下推是什么

不开启 

ICP
 时索引扫描是如何进行的：

  • 通过索引元组，定位读取对应数据行。（实际上：就是回表）

  • 对 

    WHERE
     中字段做判断，过滤掉不满足条件的行。

MySQL索引下推是什么

使用 

ICP
，索引扫描如下进行：

  • 获取索引元组。

  • 对 

    WHERE
     中字段做判断，在索引列中进行过滤。

  • 对满足条件的索引，进行回表查询整行。

  • 对 

    WHERE
     中字段做判断，过滤掉不满足条件的行。

MySQL索引下推是什么

动手实验：

实验：使用 

MySQL
 版本 
8.0.16

-- 表创建
CREATE TABLE IF NOT EXISTS `user` (
`id` VARCHAR(64) NOT NULL COMMENT '主键 id',
`name` VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT '名字',
`age` TINYINT NOT NULL COMMENT '年龄',
`address` VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT '地址',
PRIMARY KEY (id)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci COMMENT '用户表';

-- 创建索引
CREATE INDEX idx_name_age ON user (name, age);

-- 新增数据
INSERT INTO user (id, name, age, address) VALUES (1, 'tt', 14, 'linhai');
INSERT INTO user (id, name, age, address) VALUES (2, 'lala', 18, 'linhai');
INSERT INTO user (id, name, age, address) VALUES (3, 'laxi', 30, 'linhai');
INSERT INTO user (id, name, age, address) VALUES (4, 'lawa', 40, 'linhai');

-- 查询语句
SELECT * FROM user WHERE name LIKE 'la%' AND age = 18;

新增数据如下：

MySQL索引下推是什么

  • 关闭 

    ICP
    ，再调用 
    EXPLAIN
     查看语句：

-- 将 ICP 关闭
SET optimizer_switch = 'index_condition_pushdown=off';
-- 查看确认
show variables like 'optimizer_switch';

-- 用 EXPLAIN 查看
EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE name LIKE 'la%' AND age = 18;

MySQL索引下推是什么

  • 开启 

    ICP
    ，再调用 
    EXPLAIN
     查看语句：

-- 将 ICP 打开
SET optimizer_switch = 'index_condition_pushdown=on';
-- 查看确认
show variables like 'optimizer_switch';

-- 用 EXPLAIN 查看
EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE name LIKE 'la%' AND age = 18;

MySQL索引下推是什么

由上实验可知，区别是否开启 

ICP
： 
Exira
 字段中的 
Using index condition

MySQL索引下推是什么

更进一步，来看下 

ICP
 带来的性能提升：

通过访问数据文件的次数

-- 1. 清空 status 状态
flush status;
-- 2. 查询
SELECT * FROM user WHERE name LIKE 'la%' AND age = 18;
-- 3. 查看 handler 状态
show status like '%handler%';

对比开启 

ICP
 和 关闭 
ICP
： 关注 
Handler_read_next
 的值

-- 开启 ICP
flush status;
SELECT * FROM user WHERE name LIKE 'la%' AND age = 18;
show status like '%handler%';
+----------------------------|-------+
| Variable_name              | Value |
+----------------------------|-------+
| Handler_commit             | 1     |
| Handler_delete             | 0     |
| Handler_discover           | 0     |
| Handler_external_lock      | 2     |
| Handler_mrr_init           | 0     |
| Handler_prepare            | 0     |
| Handler_read_first         | 0     |
| Handler_read_key           | 1     |  
| Handler_read_last          | 0     |
| Handler_read_next          | 1     |  <---重点
| Handler_read_prev          | 0     |
| Handler_read_rnd           | 0     |
| Handler_read_rnd_next      | 0     |
| Handler_rollback           | 0     |
| Handler_savepoint          | 0     |
| Handler_savepoint_rollback | 0     |
| Handler_update             | 0     |
| Handler_write              | 0     |
+----------------------------|-------+
18 rows in set (0.00 sec)


-- 关闭 ICP
flush status;
SELECT * FROM user WHERE name LIKE 'la%' AND age = 18;
show status like '%handler%';
+----------------------------|-------+
| Variable_name              | Value |
+----------------------------|-------+
| Handler_commit             | 1     |
| Handler_delete             | 0     |
| Handler_discover           | 0     |
| Handler_external_lock      | 2     |
| Handler_mrr_init           | 0     |
| Handler_prepare            | 0     |
| Handler_read_first         | 0     |
| Handler_read_key           | 1     |
| Handler_read_last          | 0     |
| Handler_read_next          | 3     |  <---重点
| Handler_read_prev          | 0     |
| Handler_read_rnd           | 0     |
| Handler_read_rnd_next      | 0     |
| Handler_rollback           | 0     |
| Handler_savepoint          | 0     |
| Handler_savepoint_rollback | 0     |
| Handler_update             | 0     |
| Handler_write              | 0     |
+----------------------------|-------+
18 rows in set (0.00 sec)

由上实验可知：

  • 开启 

    ICP
    ：
    Handler_read_next
     等于 1，回表查 1 次。

  • 关闭 

    ICP
    ：
    Handler_read_next
     等于 3，回表查 3 次。

这实验跟上面的栗子就对应上了。

索引下推限制

根据官网可知，索引下推 受以下条件限制：

  • 当需要访问整个表行时，

    ICP
     用于 
    range
    、 
    ref
    、 
    eq_ref
     和 
    ref_or_null

  • ICP
    可以用于 
    InnoDB
     和 
    MyISAM
     表，包括分区表 
    InnoDB
     和 
    MyISAM
     表。

  • 对于 

    InnoDB
     表，
    ICP
     仅用于二级索引。
    ICP
     的目标是减少全行读取次数，从而减少 
    I/O
     操作。对于 
    InnoDB
     聚集索引，完整的记录已经读入 
    InnoDB
     缓冲区。在这种情况下使用 
    ICP
     不会减少 
    I/O
    。

  • 在虚拟生成列上创建的二级索引不支持 

    ICP
    。
    InnoDB
     支持虚拟生成列的二级索引。

  • 引用子查询的条件不能下推。

  • 引用存储功能的条件不能被按下。存储引擎不能调用存储的函数。

  • 触发条件不能下推。

  • 不能将条件下推到包含对系统变量的引用的派生表。（

    MySQL 8.0.30
     及更高版本)。

小结下：

  • ICP
     仅适用于 二级索引。

  • ICP
     目标是 减少回表查询。

  • ICP
     对联合索引的部分列模糊查询非常有效。

拓展：虚拟列

CREATE TABLE UserLogin (
userId BIGINT,
loginInfo JSON,
cellphone VARCHAR(255) AS (loginInfo->>"$.cellphone"),
PRIMARY KEY(userId),
UNIQUE KEY idx_cellphone(cellphone)
);

列 

cellphone
 ：就是一个虚拟列，它是由后面的函数表达式计算而成，本身这个列不占用任何的存储空间，而索引 
idx_cellphone
 实质是一个函数索引。

好处： 在写 

SQL
 时可以直接使用这个虚拟列，而不用写冗长的函数。

举个栗子： 查询手机号

-- 不用虚拟列
SELECT * FROM UserLogin WHERE loginInfo->>"$.cellphone" = '13988888888'

-- 使用虚拟列
SELECT * FROM UserLogin WHERE cellphone = '13988888888'

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