MYSQL GROUP BY Optimization

时间：2021-02-11 21:37:29

GROUP BY Optimization

常规的匹配group by（分组）操作子句是扫整表并且创建包含连续的分组行的临时表， 利用临时表得到group数据，运用appregate functions(聚合函数)（有的话）。有些情况下，MYSQL 可能更好的通过使用Index access来避免临时表的创建。

利用indexes access避免临时表最重要的先决条件是：所有的group by子句中的列属性必须来至同一个index(联合),并且index的存储以它的关键字顺序（BTree index,hash index不是顺序的）.是否用index access而不是creation of temporary table也依赖查询语句引用的index部分属性，指定的条件部分（where）,和select子句中的聚合函数。

Loose Index Scan（松散索引扫描）

最有效率处理group by方法是当直接使用index获得检索分组列属性。此时MYSQL会利用index关键字有序的属性（BTREE）,该属性确保在一个index中查找组信息而不用考虑该index中所有的关键字（是否满足where子句条件）。该access 方法只考虑一个index中一部分关键字，所以它被成为loose index scan.当查询语句中没有where子句时，loose index scan读取

需要的key，比读全部key要小。如果where子句包含范围条件，loose index scan查找每个组中第一个key满足range条件，再次读取尽可能少的key数量，需要满足以下几点：

     1：该查询只覆盖一个表，
 
     2：group by子句中的列属性满足最左前缀原则，并且没有别的非index中的列属性。（instinct关键字也通用适用），e.g. 表t1 有一个index（c1,c2,c3）,如果查询含有group by              c1,c2,则loose index sacn是合适的，但group by c2,c3则不合适（最左前缀），group by c1,c2,c4也不合适（c4不为该index中的列属性）。 
 
     3：select子句中的列属性只能包含min(),max()聚合函数，并且它们都引用group by中一个列属性。
 
     4：查询语句中的index关键字（except group by子句的那些index关键字）必须为常量（意味着，他们必须通过 = constra的形式被引用），除非是min(),max();
    
     5:index中所有列关键字，列值必须完整索引，而不是一个前缀索引，e.g. c1 varchar(20), index (c1(10)),该索引不会被loose index scan使用。
 
  
   查询语句使用loose index scan时， explain输出 Using index for group-by信息；
 

假设在table t1(c1,c2,c3,c4)上存在一个index idx(c1,c2,c3), loose index scan方法在一下几种情况下会被使用：

SELECT c1, c2 FROM t1 GROUP BY c1, c2;

SELECT DISTINCT c1, c2 FROM t1;

SELECT c1, MIN(c2) FROM t1 GROUP BY c1;

SELECT c1, c2 FROM t1 WHERE c1 < const GROUP BY c1, c2;

SELECT MAX(c3), MIN(c3), c1, c2 FROM t1 WHERE c2 > const GROUP BY c1, c2;

SELECT c2 FROM t1 WHERE c1 < const GROUP BY c1, c2;

SELECT c1, c2 FROM t1 WHERE c3 = const GROUP BY c1, c2;

一下 查询不会使用loose index scan:

1:select中出现的except group by 列的index列关键字，只能以 = 或 min(),max()出现；

SELECT c1, SUM(c2) FROM t1 GROUP BY c1;

2：最左前缀

SELECT c1, c2 FROM t1 GROUP BY c2, c3;

3：同1解释

SELECT c1, c3 FROM t1 GROUP BY c1, c2;

松散索引扫描也可以使用在其他形式的聚合函数：  AVG(DISTINCT),SUM(DISTINCT)（单列）,COUNT(DISTINCT)（多列）支持。条件：

1：  没有group  by或者 distinct子句在查询中

2： 前面提到的限制依然适用

适用：

SELECT COUNT(DISTINCT c1), SUM(DISTINCT c1) FROM t1;

SELECT COUNT(DISTINCT c1, c2), COUNT(DISTINCT c2, c1) FROM t1;

不适用：

SELECT DISTINCT COUNT(DISTINCT c1) FROM t1;

SELECT COUNT(DISTINCT c1) FROM t1 GROUP BY c1;

 Tight Index Scan（紧凑索引扫描）

紧凑索引扫描要不是全索引扫描要不是区间索引扫描。

当松散索引扫描不能使用的时候，依然可以避免创建临时表。如果where子句中有range条件，那么只读取满足条件的key。

否则执行全索引扫描。因为算法读取所有满足range条件的key，或者如果没有条件扫描整个索引，我们称为紧凑索引扫描。

使用紧凑索引扫描，分组操作只有在所有key找完之后执行。

算法在使用等式比较所有查询引用的列生效，只有等式常量能够填上查询key的间隙，才有可能形成索引的前缀，使用索引前缀来进行索引查找。

这样mysql可以避免额外的排序操作直接可以从索引中顺序获取。假设index(c1,c2,c3)在表table(c1,c2,c3,c4)，下面的查询不支持松散索引扫描，但是支持紧凑索引扫描

1：虽然有空隙但是已经被where c2=’a’填补

SELECT c1, c2, c3 FROM t1 WHERE c2 = 'a' GROUP BY c1, c3;

2： 虽然group by不是和索引第一位匹配，但是where中提供了和常量的比较

SELECT c1, c2, c3 FROM t1 WHERE c1 = 'a' GROUP BY c2, c3;
mysql> desc  select  distinct  first_name  from employees ;

+----+-------------+-----------+-------+---------------+-----------+---------+------+------+--------------------------+

| id | select_type | table     | type  | possible_keys | key       | key_len | ref  | rows | Extra                    |

+----+-------------+-----------+-------+---------------+-----------+---------+------+------+--------------------------+

|  1 | SIMPLE      | employees | range | idx_fn_ln     | idx_fn_ln | 16      | NULL | 2495 | Using index for group-by |

+----+-------------+-----------+-------+---------------+-----------+---------+------+------+--------------------------+

1 row in set (0.00 sec)

mysql> desc select first_name,min(last_name) from employees group by first_name;+----+-------------+-----------+-------+---------------+-----------+---------+------+------+--------------------------+

| id | select_type | table     | type  | possible_keys | key       | key_len | ref  | rows | Extra                    |

+----+-------------+-----------+-------+---------------+-----------+---------+------+------+--------------------------+

|  1 | SIMPLE      | employees | range | idx_fn_ln     | idx_fn_ln | 16      | NULL | 2495 | Using index for group-by |

+----+-------------+-----------+-------+---------------+-----------+---------+------+------+--------------------------+

1 row in set (0.00 sec)
mysql> desc select first_name, last_name from employees group by last_name;

+----+-------------+-----------+-------+---------------+-----------+---------+------+--------+----------------------------------------------+

| id | select_type | table     | type  | possible_keys | key       | key_len | ref  | rows   | Extra                                        |

+----+-------------+-----------+-------+---------------+-----------+---------+------+--------+----------------------------------------------+

|  1 | SIMPLE      | employees | index | idx_fn_ln     | idx_fn_ln | 34      | NULL | 299290 | Using index; Using temporary; Using filesort |

+----+-------------+-----------+-------+---------------+-----------+---------+------+--------+----------------------------------------------+

1 row in set (0.01 sec) // mostleftprefix  ,创建临时表，filesort  
mysql> desc select first_name,last_name from employees where first_name = "Mello" group by last_name;

+----+-------------+-----------+------+---------------+-----------+---------+-------+------+--------------------------+

| id | select_type | table     | type | possible_keys | key       | key_len | ref   | rows | Extra                    |

+----+-------------+-----------+------+---------------+-----------+---------+-------+------+--------------------------+

|  1 | SIMPLE      | employees | ref  | idx_fn_ln     | idx_fn_ln | 16      | const |    1 | Using where; Using index |

+----+-------------+-----------+------+---------------+-----------+---------+-------+------+--------------------------+

1 row in set (0.00 sec) // 没有出现using temporary,filesort = > tight index scan

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