MySQL 8.0新特性详解：从隐藏索引到窗口函数全面解析

java_cj2026-05-30 9:47

关键词：MySQL8, 新特性, 隐藏索引, 窗口函数, CTE, 降序索引, 函数索引, 原子DDL

MySQL 5.7将于2023年10月31日停止支持，官方不再进行代码维护。MySQL 8.0全内存访问可轻易跑到200W QPS，I/O极端高负载场景跑到16W QPS，性能提升显著。除此之外，MySQL 8还新增了大量实用功能。本文将从账户安全、索引增强、通用表表达式、窗口函数等多个维度，全面解析MySQL 8.0的新特性，帮助你顺利升级到MySQL 8。

目录

  1. [MySQL 8.0简介](#MySQL 8.0简介)
  2. 账户与安全增强
  3. 索引增强
  4. 通用表表达式（CTE）
  5. 窗口函数
  6. 原子DDL操作
  7. JSON增强
  8. InnoDB其他改进

1. MySQL 8.0简介

MySQL 5.7生命周期结束

  • MySQL 5.7 将于2023年10月31日停止支持
  • 官方不再进行后续代码维护
  • 建议升级到MySQL 8.0以获得持续支持

MySQL 8.0性能提升

场景 QPS性能
全内存访问 轻易跑到 200W QPS
I/O极端高负载场景 跑到 16W QPS

2. 账户与安全增强

2.1 用户创建和授权分离

MySQL 5.7及之前版本：

sql 复制代码 
-- 用户创建和授权可以一起执行
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'lijin'@'%' IDENTIFIED BY 'Lijin@2022';

MySQL 8.0版本：

sql 复制代码 
-- 用户创建和授权必须分开执行
-- 步骤1：创建用户
CREATE USER 'lijin'@'%' IDENTIFIED BY 'Lijin@2022';

-- 步骤2：授权
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'lijin'@'%';

注意：MySQL 8.0中不能将用户创建和授权语句合并执行。

2.2 认证插件更新

MySQL 8.0默认认证插件变更：

版本 默认认证插件
MySQL 5.7 mysql_native_password
MySQL 8.0 caching_sha2_password

查看当前认证插件：

sql 复制代码 
SHOW VARIABLES LIKE 'default_authentication%';

-- 查看所有用户的认证插件
SELECT user, host, plugin FROM mysql.user;

兼容性问题：

  • 如果客户端没有更新，可能连接不上MySQL 8.0
  • 老版本的Navicat等工具可能无法正常连接

解决方案1：修改配置文件（需要重启）

ini 复制代码 
# my.cnf
[mysqld]
default_authentication_plugin=mysql_native_password

解决方案2：动态修改用户认证方式（无需重启）

sql 复制代码 
-- 修改指定用户的认证插件
ALTER USER 'lijin'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY 'Lijin@2022';

2.3 密码管理

MySQL 8.0开始允许限制重复使用以前的密码，并加入了密码修改管理功能。

查看密码相关变量：

sql 复制代码 
SHOW VARIABLES LIKE 'password%';

密码历史设置：

变量名 说明
password_history 不能和最近N次密码一致
password_reuse_interval 按照天数限制密码重复使用
password_require_current 是否需要校验旧密码（OFF不校验，ON校验）

全局级设置：

sql 复制代码 
-- 修改密码不能和最近3次一致
SET PERSIST password_history = 3;

用户级设置：

sql 复制代码 
-- 为指定用户设置密码历史策略
ALTER USER 'lijin'@'%' PASSWORD HISTORY 3;

-- 查看用户的密码历史设置
SELECT user, host, Password_reuse_history FROM mysql.user;

要求校验旧密码（针对非root用户）：

sql 复制代码 
SET PERSIST password_require_current = ON;

3. 索引增强

3.1 隐藏索引

概念：MySQL 8.0开始支持隐藏索引（invisible index），隐藏索引不会被优化器使用，但仍然需要进行维护。

应用场景：

  1. 软删除

    • 线上经常删除和创建索引，如果删除了发现删错了，又需要重新创建
    • 先把索引变成隐藏索引（查询优化器用不上）
    • 最后确定要删除时再进行删除操作

  2. 灰度发布

    • 想在线上进行测试，先创建一个隐藏索引，不影响当前生产环境
    • 通过测试发现索引没问题，直接把隐藏索引改成正式索引

创建隐藏索引：

sql 复制代码 
-- 创建表
CREATE TABLE t1(i INT, j INT);

-- 创建正常索引
CREATE INDEX i_idx ON t1(i);

-- 创建隐藏索引
CREATE INDEX j_idx ON t1(j) INVISIBLE;

查看索引信息：

sql 复制代码 
SHOW INDEX FROM t1\G

测试隐藏索引：

sql 复制代码 
-- 查看查询是否使用索引
EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE i = 1;  -- 会使用i_idx
EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE j = 1;  -- 不会使用j_idx（隐藏索引）

让优化器看到隐藏索引（会话级别）：

sql 复制代码 
-- 查看优化器参数
SELECT @@optimizer_switch\G;

-- 开启隐藏索引可见
SET SESSION optimizer_switch = 'use_invisible_indexes=on';

切换索引可见性：

sql 复制代码 
-- 隐藏索引变为可见
ALTER TABLE t1 ALTER INDEX j_idx VISIBLE;

-- 正常索引变为隐藏
ALTER TABLE t1 ALTER INDEX j_idx INVISIBLE;

限制：不能把主键设置成隐藏索引（MySQL做了限制）。

3.2 降序索引

MySQL 8.0开始真正支持降序索引（descending index）。

特点：

  • 只有InnoDB存储引擎支持降序索引
  • 只支持BTREE降序索引
  • MySQL 8.0不再对GROUP BY操作进行隐式排序

创建降序索引：

sql 复制代码 
CREATE TABLE t2(
    c1 INT,
    c2 INT,
    INDEX idx1(c1 ASC, c2 DESC)  -- c1升序，c2降序
);

查看表结构：

sql 复制代码 
SHOW CREATE TABLE t2\G

MySQL 8.0会显示升序/降序信息，而5.7不会显示。

插入测试数据：

sql 复制代码 
INSERT INTO t2(c1, c2) VALUES(1, 100), (2, 200), (3, 150), (4, 50);

使用降序索引查询：

sql 复制代码 
-- 会使用索引（不需要额外排序）
EXPLAIN SELECT * FROM t2 ORDER BY c1, c2 DESC;

-- MySQL 5.7需要额外的排序操作
-- MySQL 8.0可以直接使用索引

GROUP BY不再隐式排序：

MySQL 8.0中GROUP BY不再默认排序：

sql 复制代码 
-- 8.0版本：不会自动排序
SELECT COUNT(*), c2 FROM t2 GROUP BY c2;

-- 需要手动添加ORDER BY
SELECT COUNT(*), c2 FROM t2 GROUP BY c2 ORDER BY c2;

3.3 函数索引

问题背景：如果在查询中加入了函数，普通索引不会生效。

MySQL 8.0.13开始支持在索引中使用函数（表达式）的值，支持JSON数据的索引。

函数索引基于虚拟列功能实现。

创建函数索引（表达式）：

sql 复制代码 
-- 创建表
CREATE TABLE t3(c1 VARCHAR(10), c2 VARCHAR(10));

-- 创建普通索引
CREATE INDEX idx_c1 ON t3(c1);

-- 创建函数索引（大写转换）
CREATE INDEX func_idx ON t3((UPPER(c2)));

测试函数索引：

sql 复制代码 
-- 普通索引不会生效（使用了函数）
EXPLAIN SELECT * FROM t3 WHERE UPPER(c1) = 'ABC';

-- 函数索引会生效
EXPLAIN SELECT * FROM t3 WHERE UPPER(c2) = 'ABC';

创建函数索引（JSON）：

sql 复制代码 
-- 创建JSON函数索引
CREATE TABLE t4(
    data JSON,
    INDEX ((CAST(data->>'$.name' AS CHAR(25))))
);

-- 查询使用函数索引
EXPLAIN SELECT * FROM t4 WHERE CAST(data->>'$.name' AS CHAR(25)) = 'lijin';

原理：函数索引相当于新增了一个列，这个列根据函数进行计算，然后使用计算后的列作为索引。

4. 通用表表达式（CTE）

MySQL 8.0开始支持通用表表达式（Common Table Expression，CTE），即WITH子句。

简单入门示例

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE cte(n) AS (
    SELECT 1
    UNION ALL
    SELECT n + 1 FROM cte WHERE n < 10
)
SELECT * FROM cte;

结果：返回1到10的数字。

执行过程：

  1. 首先执行SELECT 1，得到结果n=1
  2. 把n=1送入UNION ALL下面的SELECT n+1 FROM cte WHERE n < 10
  3. 递归调用，直到n >= 10

递归CTE实际案例

场景：查询员工的上下级关系

表结构：

sql 复制代码 
CREATE TABLE staff (
    id INT,
    name VARCHAR(50),
    m_id INT  -- 上级ID
);

递归CTE查询上下级关系：

sql 复制代码 
WITH RECURSIVE staff_view(id, name, m_id) AS (
    -- 递归起始：查询顶级员工（m_id=0）
    SELECT id, name, CAST(id AS CHAR(200))
    FROM staff 
    WHERE m_id = 0
    
    UNION ALL
    
    -- 递归部分：查询下级员工
    SELECT s2.id, s2.name, CONCAT(s1.m_id, '-', s2.id)
    FROM staff_view AS s1 
    JOIN staff AS s2 ON s1.id = s2.m_id
)
SELECT * FROM staff_view ORDER BY id;

优势：

  • 上下级层级有4、5、6甚至更多层，都可以帮助遍历出来
  • 老的方式需要写复杂的SQL，递归CTE更加简洁

CTE总结

  • CTE类似于派生表，就像语句级别的临时表或视图
  • CTE可以在查询中多次引用
  • CTE可以引用其他CTE
  • CTE支持递归
  • CTE支持SELECT/INSERT/UPDATE/DELETE等语句

5. 窗口函数

MySQL 8.0支持窗口函数（Window Function），也称分析函数。

窗口函数与分组聚合函数类似，但每一行数据都生成一个结果。

聚合窗口函数

普通分组聚合（以国家统计）：

sql 复制代码 
SELECT country, SUM(sum)
FROM sales
GROUP BY country
ORDER BY country;

窗口函数聚合（以国家汇总，保留所有行）：

sql 复制代码 
SELECT 
    year, country, product, sum,
    SUM(sum) OVER (PARTITION BY country) AS country_sum
FROM sales
ORDER BY country, year, product, sum;

计算平均值：

sql 复制代码 
SELECT 
    year, country, product, sum,
    SUM(sum) OVER (PARTITION BY country) AS country_sum,
    AVG(sum) OVER (PARTITION BY country) AS country_avg
FROM sales
ORDER BY country, year, product, sum;

专用窗口函数

类型 函数
序号函数 ROW_NUMBER()、RANK()、DENSE_RANK()
分布函数 PERCENT_RANK()、CUME_DIST()
前后函数 LAG()、LEAD()
头尾函数 FIRST_VALUE()、LAST_VALUE()
其他函数 NTH_VALUE()、NTILE()

排名示例

sql 复制代码 
SELECT
    YEAR,
    country,
    product,
    sum,
    ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY sum) AS 'rank',
    RANK() OVER (ORDER BY sum) AS 'rank_1'
FROM sales;

ROW_NUMBER() vs RANK()区别：

  • ROW_NUMBER()：连续排名，1、2、3、4...
  • RANK()：跳跃排名，1、1、3、4...（相同值排名相同，跳过后续序号）

累计求和示例

sql 复制代码 
SELECT
    YEAR,
    country,
    product,
    sum,
    SUM(sum) OVER (
        PARTITION BY country 
        ORDER BY sum 
        ROWS UNBOUNDED PRECEDING
    ) AS sum_1
FROM sales 
ORDER BY country, sum;

6. 原子DDL操作

MySQL 8.0开始支持原子DDL操作，与表相关的原子DDL只支持InnoDB存储引擎。

原子DDL操作内容：

  • 更新数据字典
  • 存储引擎层的操作
  • 在binlog中记录DDL操作

支持的DDL：

对象 操作
数据库 CREATE、ALTER、DROP
表空间 CREATE、ALTER、DROP
表 CREATE、ALTER、DROP、TRUNCATE TABLE
索引 CREATE、ALTER、DROP
存储程序 CREATE、ALTER、DROP
触发器 CREATE、ALTER、DROP
视图 CREATE、ALTER、DROP
UDF CREATE、ALTER、DROP
用户和角色 CREATE、ALTER、DROP、RENAME
权限 GRANT、REVOKE

原子DDL示例

sql 复制代码 
DROP TABLE t1, t2;

场景：只有t1表，没有t2表

版本 表现
MySQL 5.7 删除t1表，报错（非原子操作）
MySQL 8.0 报错，不会删除t1表（原子操作）

原子性保证：要么全部成功，要么全部失败。

7. JSON增强

MySQL 8.0对JSON数据类型进行了大量增强。

官方文档 ：MySQL 8.0 JSON Data Type

主要增强：

  • JSON数据类型的性能优化
  • 新增的JSON函数
  • JSON路径语法增强
  • 排序和比较改进

8. InnoDB其他改进

8.1 自增列持久化

问题：MySQL 5.7及早期版本，InnoDB自增列计数器（AUTO_INCREMENT）的值只存储在内存中。

MySQL 8.0改进：

  • 每次变化时将自增计数器的最大值写入redo log
  • 每次检查点时将其写入引擎私有的系统表
  • 解决了长期以来的自增字段值可能重复的bug

8.2 死锁检查控制

MySQL 8.0（MySQL 5.7.15）增加了新的动态变量，用于控制系统是否执行InnoDB死锁检查。

sql 复制代码 
-- 查看死锁检查设置
SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_deadlock_detect';

适用场景：对于高并发的系统，禁用死锁检查可能带来性能提高。

8.3 锁定语句选项

SELECT ... FOR SHARE 和 SELECT ... FOR UPDATE 中支持 NOWAIT、SKIP LOCKED 选项。

选项 说明
NOWAIT 如果请求的行被其他事务锁定，语句立即返回
SKIP LOCKED 从返回的结果集中移除被锁定的行

示例：

sql 复制代码 
-- 立即返回，不等待锁
SELECT * FROM t1 WHERE id = 1 FOR UPDATE NOWAIT;

-- 跳过被锁定的行
SELECT * FROM t1 WHERE status = 'pending' FOR UPDATE SKIP LOCKED;

8.4 其他改进

特性 说明
部分快速DDL ALTER TABLE ALGORITHM=INSTANT
临时表空间 InnoDB临时表使用共享的临时表空间ibtmp1
自动配置 innodb_dedicated_server自动配置InnoDB内存参数
UNDO表空间 默认创建2个UNDO表空间，不再使用系统表空间
重命名表空间 支持ALTER TABLESPACE ... RENAME TO

总结

本文全面介绍了MySQL 8.0的新特性，帮助你顺利升级：

核心新特性：

  1. 账户与安全：

    • 用户创建和授权必须分开执行
    • 默认认证插件变为caching_sha2_password
    • 支持密码历史管理和重复使用限制

  2. 索引增强：

    • 隐藏索引：支持灰度发布和软删除
    • 降序索引：真正支持DESC索引，优化排序性能
    • 函数索引：支持表达式和JSON路径索引

  3. CTE通用表表达式：

    • 支持递归CTE
    • 简化层级查询（如组织架构、树形结构）

  4. 窗口函数：

    • 聚合窗口函数：SUM、AVG、COUNT等
    • 专用窗口函数：ROW_NUMBER、RANK、LAG、LEAD等

  5. 原子DDL：

    • DDL操作要么全部成功，要么全部失败
    • 避免部分执行导致的数据不一致

  6. InnoDB改进：

    • 自增列持久化，解决重复问题
    • 死锁检查可控
    • 锁定语句支持NOWAIT和SKIP LOCKED

升级建议：

  • MySQL 5.7已停止支持，建议尽快升级到8.0
  • 升级前测试应用兼容性（特别是认证插件）
  • 利用新特性优化查询性能（窗口函数、CTE、函数索引）
  • 使用隐藏索引进行灰度测试

面试高频问题：

  • MySQL 8.0有哪些新特性？（隐藏索引、窗口函数、CTE、原子DDL等）
  • 隐藏索引有什么作用？（灰度发布、软删除）
  • 什么是窗口函数？和普通聚合函数有什么区别？（每行都返回结果）
  • 什么是原子DDL？有什么好处？（DDL操作原子性）
  • MySQL 8.0默认认证插件是什么？（caching_sha2_password）

希望这篇文章能帮助你全面了解MySQL 8.0新特性！如果觉得有帮助，欢迎点赞、收藏、关注～

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  • 新特性
  • 隐藏索引
  • 窗口函数
  • CTE
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