范围查询优化:索引跳跃扫描

范围查询优化:索引跳跃扫描

如果是联合索引的话,在构造B+树的时候,会先按照左边的 key进行排序,左边的 key 相同时再依次按照右边的 key 排序。在通过索引查询的时候,也需要遵守最左前缀匹配的原则,也就是需要从联合索引的最左边开始进行匹配,这时候就要求查询语句的where条件中,包含最左边的索引的值。

索引跳跃扫描

MySQL一定是遵循最左前缀匹配的,这句话在以前是正确的,但是在MySQL 8.0出现了索引跳跃扫描。

考虑以下场景:

sql 复制代码
CREATE TABLE t1 (f1 INT NOT NULL, f2 INT NOT NULL, PRIMARY KEY(f1, f2));
INSERT INTO t1 VALUES
  (1,1), (1,2), (1,3), (1,4), (1,5),
  (2,1), (2,2), (2,3), (2,4), (2,5);
INSERT INTO t1 SELECT f1, f2 + 5 FROM t1;
INSERT INTO t1 SELECT f1, f2 + 10 FROM t1;
INSERT INTO t1 SELECT f1, f2 + 20 FROM t1;
INSERT INTO t1 SELECT f1, f2 + 40 FROM t1;
ANALYZE TABLE t1;

EXPLAIN SELECT f1, f2 FROM t1 WHERE f2 > 40;

为了执行这个查询,需要进行一次全表扫面才能查出f2 > 40的结果集。

范围扫描比完整索引扫描更有效,但在这种情况下不能使用,因为没有f1的参与。然而,从 MySQL 8.0.13 开始使用一种称为 索引跳跃扫描(Index Skip Scan) 的方法,优化器可以执行多个范围扫描,对于每一个 f1 字段的值,进行 f2 范围扫描。

最终执行的SQL语句是像下面这样的:

sql 复制代码
SELECT f1, f2 FROM t1 WHERE f1 = 1 AND f2 > 40;
union all
SELECT f1, f2 FROM t1 WHERE f1 = 2 AND f2 > 40;

索引跳跃扫描的使用条件

使用这种策略可以减少访问的行数,因为 MySQL 跳过了不符合范围的行。在以下条件下,可以应用索引跳跃扫描:

  • 表 T 至少有一个复合索引,其键部分的形式为 ([A_1, ..., A_k,] B_1, ..., B_m, C [, D_1, ..., D_n])。键部分 A 和 D 可能为空,但 B 和 C 必须非空。
  • 查询只引用一个表。
  • 查询不使用 GROUP BY 或 DISTINCT。
  • 查询只引用索引中的列。
  • 关于 A_1, ..., A_k 的谓词必须是等值谓词,并且它们必须是常量。这包括 IN() 操作符。
  • 查询必须是合取查询;也就是说,是 OR 条件的 AND:(cond1(key_part1) OR cond2(key_part1)) AND (cond1(key_part2) OR ...) AND ...
  • 必须对 C 有一个范围条件。
  • 允许对 D 列的条件。D 上的条件必须与 C 的范围条件一起使用。

EXPLAIN输出中使用索引跳跃扫描的指示是Using index for skip scan

索引跳跃扫描的开关

MySQL是否使用索引跳跃扫描取决于optimizer_switch系统变量的skip_scan的值。默认情况下,此标志为开。要禁用它,将 skip_scan 设置为 off 即可。

使用下面语句,可以查询到skip_scan的值:

复制代码
SELECT SUBSTRING_INDEX(SUBSTRING_INDEX(@@optimizer_switch, 'skip_scan=', -1), ',', 1) AS skip_scan_status;

参考链接

https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/range-optimization.html

https://blog.csdn.net/yy139926/article/details/128544678

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