MySql索引下推知识分享

时间：2022-12-22 11:13:26

作者：刘邓忠

Mysql是大家最常用的数据库，下面为大家带来mysql索引下推知识点的分享，以便巩固mysql基础知识，如有错误，还请各位大佬们指正。

1 什么是索引下推

索引下推(Index Condition Pushdown，索引条件下推，简称ICP)，是MySQL5.6版本的新特性，它可以在对联合索引遍历过程中，对索引中包含的所有字段先做判断，过滤掉不符合条件的记录之后再回表，能有效的减少回表次数（目前我们使用的mysql版本较高，一般大家可能感觉这是正常的，但是mysql5.6之前都不是这样实现的，下面会细细道来）。

1.1 适用条件

我们先来了解一下索引下推的使用条件及限制：

  • 只支持select。
  • 当需要访问全表时，ICP用于range，ref，eq_ref和ref_or_null访问类型。
  • ICP可用于InnoDB和MyISAM表，包括分区的InnoDB和MyISAM表。（5.6版本不适用分区表查询，5.7版本后可以用于分区表查询）。
  • 对于InnDB引擎只适用于二级索引（也叫辅助索引），因为InnDB的聚簇索引会将整行数据读到InnDB的缓冲区，这样一来索引条件下推的主要目的减少IO次数就失去了意义。因为数据已经在内存中了，不再需要去读取了。
  • 在虚拟生成列上创建的辅助索引不支持ICP（注：InnoDB支持虚拟生成列的辅助索引）。
  • 使用了子查询的条件无法下推。
  • 使用存储过程或函数的条件无法下推（因为因为存储引擎没有调用存储过程或函数的能力）。
  • 触发条件无法下推。（有关触发条件的信息，请参阅官方资料：Section 8.2.2.3, “Optimizing Subqueries with the EXISTS Strategy”.。）

1.2 原理介绍

首先，我们大致回顾下mysql的基本架构：

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MySQL基本的架构示例图


MySQL服务层主要负责SQL语法解析、生成执行计划等，并调用存储引擎层去执行数据的存储和查询。
索引下推的下推其含义就是指将部分上层（服务层）负责的事情，交给了下层（引擎层）去处理。
在 MySql 5.6 版本之前没有索引下推这个功能，从 5.6 版本后才加上了这个优化项。我们先简单对比一下使用和未使用ICP两种情况下，MySql的查询过程吧。

1)未使用ICP的情况下：

- 存储引擎读取索引记录；
- 根据索引中的主键值，定位并读取完整的行记录；
- 存储引擎把记录交给Server层去检测该记录是否满足WHERE条件。

2)使用ICP的情况下：

- 存储引擎读取索引记录（不是完整的行记录）；
- 判断WHERE条件部分能否用索引中的列来做检查，条件不满足，则处理下一行索引记录；
- 条件满足，使用索引中的主键去定位并读取完整的行记录（就是所谓的回表）；
- 存储引擎把记录交给Server层，Server层检测该记录是否满足WHERE条件的其余部分。
 

2 具体示例


上面介绍了基本原理，下面使用示例，带大家更直观的进行理解（注：以下示例基于InnoDB存储引擎。）
首先，我们新建一张用户表（jxc_user），设置id为主键索引，并创建联合索引（name, age）。

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我们先看一下该表主键索引的大致结构示例：
 

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主键索引结构示例图


然后我们再看一下该表联合索引的大致结构示例：
 

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联合索引结构示例图

如果现在有一个需求，要求检索出表中名字第一个字是张，而且年龄等于10岁的所有用户。示例SQL语句如下：

 
  1. select id,name,age,tel,addr from jxc_user where name like '张%' and age=10;

根据索引最左匹配原则，上面这个sql语句在查索引树的时候，只能用“张”，查到第一个满足条件的记录：id为1。
那接下来我们具体看一下 使用与未使用ICP的情况。

2.1 未使用ICP的情况

在MySQL 5.6之前，存储引擎根据联合索引先找到name like ‘张%’ 的主键id（1、4），再逐一进行回表扫描，去聚簇索引找到完整的行记录，返回server层，server层拿到数据后，再根据条件age=10对拿到的数据进行筛选。大致的示意图如下：

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从上图，可以看到需要回表两次，存储引擎并不会去按照age=10进行过滤，相当于联合索引的另一个字段age在存储引擎层没有发挥作用，比较浪费。

2.2 使用ICP的情况

而MySQL 5.6 以后， 存储引擎会根据（name，age）联合索引，找到name like ‘张%’，由于联合索引中包含age列，所以存储引擎直接再联合索引里按照条件age=10进行过滤，然后根据过滤后的数据再依次进行回表扫描。大致的示意图如下：

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从上图，可以看到只是id=1的数据，回表了一次。

除此之外我们还可以看一下执行计划，看到Extra一列里Using index condition，就是用到了索引下推。

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3 控制参数

Mysql索引下推功能默认是开启的，可以用系统参数optimizer_switch来控制是否开启。
查看状态命令：
select @@optimizer_switch;

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关闭命令：set optimizer_switch=”index_condition_pushdown=off”;
开启命令：set optimizer_switch=”index_condition_pushdown=on”;

4 总结

回表操作：当所要查找的字段不在非主键索引树上时，需要通过叶子节点的主键值去主键索引上获取对应的行数据，这个过程称为回表操作。
索引下推：索引下推主要是减少了不必要的回表操作。对于查找出来的数据，先过滤掉不符合条件的，其余的再去主键索引树上查找。

5 参考文献

 

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