详解MySQL InnoDB的索引扩展

索引扩展,InnoDB通过将主键列附加到每个辅助索引中来自动扩展该索引。创建如下表结构:

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mysql> CREATE TABLE t1 (    -> i1 INT NOT NULL DEFAULT 0,    -> i2 INT NOT NULL DEFAULT 0,    -> d DATE DEFAULT NULL ,    -> PRIMARY KEY (i1, i2),    -> INDEX k_d (d)    -> ) ENGINE = InnoDB;   Query OK, 0 rows affected (0.14 sec)

表t1在列(i1,i2)上定义了主键。同时也在列(d)上定义了一个辅助索引，但InnoDB扩展了这个索引并且将它视为(d,i1,i2)来处理。

在决定如何使用以及是否使用该索引时，优化器会考虑扩展辅助索引的主键列。这可以产生更高效的查询执行计划和更好的性能。

优化器可以使用扩展的二级索引来进行ref、range和index_merge索引访问，进行松散索引扫描，进行连接和排序优化，以及进行MIN()/MAX()优化。

下面的示例将显示优化器是否使用扩展辅助索引来影响执行计划 向表t1插入以下数据:

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mysql> INSERT INTO t1 VALUES (1, 1, '1998-01-01' ), (1, 2, '1999-01-01' ), (1, 3, '2000-01-01' ), (1, 4, '2001-01-01' ),    ->(1, 5, '2002-01-01' ), (2, 1, '1998-01-01' ), (2, 2, '1999-01-01' ), (2, 3, '2000-01-01' ), (2, 4, '2001-01-01' ),    ->(2, 5, '2002-01-01' ), (3, 1, '1998-01-01' ), (3, 2, '1999-01-01' ), (3, 3, '2000-01-01' ), (3, 4, '2001-01-01' ),    ->(3, 5, '2002-01-01' ), (4, 1, '1998-01-01' ), (4, 2, '1999-01-01' ), (4, 3, '2000-01-01' ), (4, 4, '2001-01-01' ),    ->(4, 5, '2002-01-01' ), (5, 1, '1998-01-01' ), (5, 2, '1999-01-01' ), (5, 3, '2000-01-01' ), (5, 4, '2001-01-01' ),    ->(5, 5, '2002-01-01' ); Query OK, 25 rows affected (0.05 sec) Records: 25 Duplicates: 0 Warnings: 0

假设执行下面的查询:

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1 2	SET optimizer_switch = 'use_index_extensions=off' ; explain select count (*) from t1 where i1=3 and d= '2000-01-01' ;

在这种情况下，优化器不能使用主键，因为主键包含列(i1、i2)，并且查询没有引用i2。相反，优化器可以使用列(d)上的辅助索引k_d，执行计划取决于是否使用扩展索引。

当优化器不考虑索引扩展时，它将索引k_d仅视为(d)

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mysql> SET optimizer_switch = 'use_index_extensions=off' ; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)   mysql> explain select count (*) from t1 where i1=3 and d= '2000-01-01' \G; *************************** 1. row ***************************        id: 1   select_type: SIMPLE      table : t1    partitions: NULL       type: ref possible_keys: PRIMARY ,k_d       key : PRIMARY     key_len: 4       ref: const       rows : 5     filtered: 20.00      Extra: Using where 1 row in set , 1 warning (0.00 sec)

当优化器考虑到索引扩展时，它将k_d视为(d, i1, i2)。在这种情况下，它可以使用最左边的索引前缀(d, i1)来生成更好的执行计划

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mysql> SET optimizer_switch = 'use_index_extensions=on' ; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)   mysql> explain select count (*) from t1 where i1=3 and d= '2000-01-01' \G; *************************** 1. row ***************************        id: 1   select_type: SIMPLE      table : t1    partitions: NULL       type: ref possible_keys: PRIMARY ,k_d       key : k_d     key_len: 8       ref: const,const       rows : 1     filtered: 100.00      Extra: Using index 1 row in set , 1 warning (0.00 sec)

在这两种情况下，key表示优化器将使用辅助索引k_d，但是EXPLAIN输出显示了使用扩展索引所带来的这些改进:

.key_len从4字节变成了8字节，指示键查找使用了列d和i1，不仅仅是d。

.ref的值从const变成了const,const,因为键查找使用两个键的列而不是一个。

.rows:从5减到1，指示InnoDB将会检查更少的行来生成查询结果。

.Extra值从Using where;Using index变成了Using index。这意味着查询记录只需要使用索引而不用查询数据行记录。

可以使用show status来查看优化器在使用与不使用扩展索引时的差异:

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mysql> flush table t1; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)   mysql> flush status; Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)

上面的flush table和flush status语句用来清除表的缓存和清除状数据统计数据。

不使用索引扩展时show status产生的结果如下:

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mysql> SET optimizer_switch = 'use_index_extensions=off' ; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)   mysql> select count (*) from t1 where i1=3 and d= '2000-01-01' ; + ----------+ | count (*) | + ----------+ |    1 | + ----------+ 1 row in set (0.00 sec)   mysql> show status like 'handler_read%' ; + -----------------------+-------+ | Variable_name     | Value | + -----------------------+-------+ | Handler_read_first  | 0   | | Handler_read_key   | 1   | | Handler_read_last   | 0   | | Handler_read_next   | 5   | | Handler_read_prev   | 0   | | Handler_read_rnd   | 0   | | Handler_read_rnd_next | 0   | + -----------------------+-------+ 7 rows in set (0.00 sec)

使用索引扩展时，show status产生的结果如下，其中handler_read_next的值从5减到1，指示使用这个索引更有效率:

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mysql> flush table t1; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)   mysql> flush status    -> ; Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)   mysql> SET optimizer_switch = 'use_index_extensions=on' ; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)   mysql> select count (*) from t1 where i1=3 and d= '2000-01-01' ; + ----------+ | count (*) | + ----------+ |    1 | + ----------+ 1 row in set (0.00 sec)   mysql> show status like 'handler_read%' ; + -----------------------+-------+ | Variable_name     | Value | + -----------------------+-------+ | Handler_read_first  | 0   | | Handler_read_key   | 1   | | Handler_read_last   | 0   | | Handler_read_next   | 1   | | Handler_read_prev   | 0   | | Handler_read_rnd   | 0   | | Handler_read_rnd_next | 0   | + -----------------------+-------+ 7 rows in set (0.01 sec)

系统变量optimizer_switch的use_index_extensions标志允许优化器在决定如何使用InnoDB表的辅助索引时使不使用主键列。默认情况下，use_index_extensions是启用的。为了检查禁用索引扩展是否可以提高性能可以执行以下语句:

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1 2	mysql> SET optimizer_switch = 'use_index_extensions=off' ; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

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