Mysql索引覆蓋的實現(xiàn)
1.什么是覆蓋索引
通常情況下,我們創(chuàng)建索引的時候只關(guān)注where條件,不過這只是索引優(yōu)化的一個方向。優(yōu)秀的索引設(shè)計應(yīng)該縱觀整個查詢,而不僅僅是where條件部分,還應(yīng)該關(guān)注查詢所包含的列。索引確實是一種高效的查找數(shù)據(jù)方式,但是mysql也可以從索引中直接獲取數(shù)據(jù),這樣就不在需要讀數(shù)據(jù)行了。 覆蓋索引(covering index) 指一個查詢語句的執(zhí)行只需要從輔助索引中就可以得到查詢記錄,而不需要回表,去查詢聚集索引中的記錄。可以稱之為實現(xiàn)了索引覆蓋。 在mysql數(shù)據(jù)庫中,如何看出一個sql是否實現(xiàn)了索引覆蓋呢?
從執(zhí)行計劃看,Extra的信息為using index ,即用到了索引覆蓋。
2.覆蓋索引為什么快
innodb存儲引擎底層實現(xiàn)包括B+樹索引和哈希索引,innodb存儲引擎默認的索引模型/結(jié)構(gòu)是B+樹,所以大部分時候我們使用的都是B+樹索引,因為它良好的性能和特性更適合于構(gòu)建高并發(fā)系統(tǒng)。根據(jù)索引的存儲方式來劃分,索引可以分為聚簇索引和非聚簇索引。聚簇索引的特點是葉子節(jié)點包含了完整的記錄行,而非聚簇索引的葉子節(jié)點只有索引字段和主鍵ID。非聚簇索引中因為不含有完整的數(shù)據(jù)信息,查找完整的數(shù)據(jù)記錄需要回表,所以一次查詢操作實際上要做兩次索引查詢。而如果所有的索引查詢都要經(jīng)過兩次才能查到,那么肯定會引起效率下降,畢竟能少查一次就少查一次。
覆蓋索引就實現(xiàn)了從非聚簇索引中直接獲取數(shù)據(jù),所以效率會提升。
3.SQL優(yōu)化場景
(1)無where條件
請看下面的sql
執(zhí)行計劃中,type為ALL,代表進行了全表掃描,掃描行數(shù)達到了26274308,所以執(zhí)行時間為9.25秒,也是正常的。
那么如何優(yōu)化?優(yōu)化措施很簡單,就是對查詢列建立索引。如下,
alter table instance_space_history add index idx_org1(org1); 看添加索引后的執(zhí)行計劃
Possible_keys為null,說明沒有where條件時優(yōu)化器無法通過索引檢索數(shù)據(jù);
但是看extra的信息 Using index,即從索引中獲取數(shù)據(jù),減少了讀取的數(shù)據(jù)塊的數(shù)量 。
在看實際優(yōu)化效果,掃描行數(shù)沒變,但是使用了覆蓋索引,查詢時間從9.25秒縮短到5.67秒。 思考: 無where條件的查詢,可以通過索引來實現(xiàn)索引覆蓋查詢。但前提條件是,查詢返回的字段數(shù)足夠少,更不用說select *之類的了。畢竟,建立key length過長的索引,始終不是一件好事情。
(2)where條件區(qū)分度低
使用區(qū)分度極低的字段作為where條件的查詢SQL,對于dba或者研發(fā)人員優(yōu)化一直是比較頭疼的問題,這里介紹一種思路,就是通過索引覆蓋來優(yōu)化 。 t_material_image是一張8億多數(shù)據(jù)的大表,where條件的material_type字段區(qū)分度很低,下面是沒加任何索引的執(zhí)行計劃和查詢時間(7.35秒)。
最容易想到的優(yōu)化方式,就是給where條件的字段加索引,添加索引語句如下: alter table t_material_image add index idx_material_type (material_type);
再來看執(zhí)行計劃
通過執(zhí)行計劃和測試結(jié)果看,的確是有效果的,但是走索引后的查詢效率依然不能滿足我們期望。 然后試著給material_type,material_id添加聯(lián)合索引。 alter table t_material_image add index idx_material_id_type (material_type,material_id);
從這個sql的執(zhí)行計劃看,出現(xiàn)Using index,實現(xiàn)了索引覆蓋;再看執(zhí)行時間,性能得到了巨大的提升,居然已經(jīng)可以跑到0.85s左右了。
思考:
當(dāng)where條件字段區(qū)分度低(過濾性差),且where條件與查詢字段總數(shù)較少的情況下,使用索引覆蓋優(yōu)化,是個不錯的選擇。
(3)查詢僅選擇主鍵
對于Innodb的輔助索引,它的葉子節(jié)點存儲的是索引值和指向主鍵索引的位置,然后需要通過主鍵在查詢表的字段值,所以輔助索引存儲了主鍵的值。如果查詢所選擇的列只有主鍵,應(yīng)該考慮通過索引覆蓋優(yōu)化。 看下面的兩個sql,字段 pin 和completion_time有聯(lián)合索引,where條件差別只有comment_voucher_status = 0,但是執(zhí)行時間差距巨大(第一個sql0.58s,第二個sql0.2s),為什么呢?是不是很困惑
我們來看執(zhí)行計劃,主要差別體現(xiàn)在extra,第一個sql用到Using index condition,而第二個sql用到Using index,因為pin和completion_time有聯(lián)合索引,而且查詢結(jié)果只選擇了主鍵id,所以第二個sql覆蓋了所有的where條件字段和查詢結(jié)果選擇字段,故實現(xiàn)了索引覆蓋。 思考:
當(dāng)查詢字段只有主鍵時,更容易實現(xiàn)索引覆蓋,因為索引只要覆蓋where條件,就可以實現(xiàn)索引覆蓋。
4.總結(jié)與建議
索引的核心作用: (1)通過索引檢索僅需要數(shù)據(jù) (2)從索引中直接獲取查詢結(jié)果
索引覆蓋的條件: (1)Select查詢的返回列包含在索引列中 (2)有where條件時,where條件中要包含索引列或復(fù)合索引的前導(dǎo)列 (3)查詢結(jié)果的總字段長度可以接受
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