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一个事例与InnoDB索引的几个概念

发布时间: 2012-09-08 10:48:07 作者: rapoo

一个例子与InnoDB索引的几个概念

1、一个简单的sql语句问题

??? 假设当前我们有一个表记录用户信息,结构如下:

??? a)????? 表结构

CREATE TABLE `u` (

? `id` int(11) NOT NULL DEFAULT ‘0′,

? `regdate` int(1) unsigned,

? …..

? PRIMARY KEY (`id`),

? KEY `regdate` (`regdate`)

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=gbk

说明:1) 由于需要按照注册时间单独查询,建了一个regdate的索引

??????? ??? 2) 其他信息未列出, 一行长度100字节左右,表行数百万级。?

b)????? 需求:需要一个语句查出表中id为10000整数倍的记录总数。

?

?

2、常规答案

??? 一个正常想到的语句是 select sum(id % 10000 = 0) from u; —— (SQL1)

??? 我们来看这个语句的执行流程:

a)????? 遍历所有数据,取出id字段

b)????? 计算id%10000=0的值并通过sum累计。

?????????? 在构造的环境中这个语句的执行时间为2.6s.

?

?

3、查的多,查得快

??? 假设我们同时要查出注册时间在2007年之前的用户总数,我们自然得到这个语句

??? ?select sum(id % 10000 = 0), sum(regdate<1167667200) from sbtest;—-(SQL2)

??? 执行结果发现这个语句执行时间约0.5s 。 这个语句查的数据结果比SQL1多,但执行时间却降为1/5.

?

?

4、分析?

??? 可以直接从执行期间的磁盘参数,或者在os/os0file.c中将程序读取的数据量输出结果查看,直观结果是SQL1读取了更多的磁盘数据。

?

问题1:在SQL1执行过程中,遍历所有数据,InnoDB只从磁盘读取了id这个字段,还是全部读入?

??? 实际上由于id是聚簇索引,并没有一个单独的索引树存id,因此在磁盘上,id索引树的叶节点上就是数据。 InnoDB以page为单位读取,在取id的过程中,必须将所有的数据读入。

??? 于是我们发现,在SQL1中,我们只需要id字段,而每行额外读入了几百字节的数据。

?

问题2:SQL2避免了读全数据?

??? 确实如此。

??? 我们对比两个语句的explain结果, 发现仅有的不同是选用的key结果不同。

SQL1SQL2key: PRIMARYkey: regdate

??? 由于regdate是非聚簇(secondary index)索引,单独存于另一棵树。 我们知道使用非聚簇索引时,需要读行数据的时候,需要再到聚簇索引中取得。显然SQL2不会再读一遍全数据(否则性能必然低于SQL1)。

??? 而其原因是覆盖索引(covering index)。 非聚簇索引的叶节点上是聚簇索引的字段值,需要取数据时,根据这个值再去聚簇索引上取。而这时InnoDB变“聪明”了, 需要取的值只是id,而id作为聚簇索引的key信息,已经得到,不需要再到聚簇索引中读取数据。

??? 由于regdate索引树上只有regdate和主键(id)的信息,因此数据量远小于全表数据,因此SQL2的读盘量小于SQL1,执行速度快。

?

5、其他?

??? 这个例子涉及到几个概念, 聚簇索引(cluster index)、非聚簇索引(secondary index), 覆盖索引(covering index),还有磁盘的数据存放。都算是一些基本的内容,却是平时见到的一些优化的理论基础。举几个例子如下:

1)????? 我们经常被告诫select之后只填最必须的字段

??? 其中的一个原因是减少网络传输。但不一定能够提升服务器执行性能。比如例子中的表,select? * from u where id = n; 与select user_name from u where id =n一样。

??? 当然有些时候效果会很理想,比如 select id from u where regdate=xxx 就比select * from u where regdate=xxx快很多,原因已说明。

2)????? 查询符合条件的第10w个记录开始的10个记录。

??? 这个例子在其他博文上被多次提及,

select * from t order by a limit 100000, 10; 可以改进为

select * from t where a>=(select a from t order by a limit 100000,1) limit 10;

??? 在笔者环境中性能提升约1000倍。

??? 原因即在于, 改进语句中,子查询中的排序只在非聚餐索引a上执行,由于覆盖索引,排序过程不需要访问聚簇索引。实际读读取全数据的只有10条记录,而原语句则需要读所有记录的全数据。

??? 当然执行排序的过程消耗是一样的。?

?

6、结束

??? 回到开头,如果只需要查id满足特定条件的记录总数,可以使用select sum(id % 10000 = 0) from u force index (`regdate`);??

??? 把sum(id %10000=0)换成其他操作对执行效率均没有影响。?

??? 但若查询内容中出现除id和regdate外的其他字段,则force index优化无效,可自行分析。

?

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1 楼 nofreezou 2012-03-10 不知您遇到过这个问题没有:
A. select z,z_data from tb1 force index idx1 order by z limit 10000,10;
B. select z,z_data from tb1 order by z limit 10000,10;
--
以后两个语句,一个使用了索引idx1,一个没使用索引,貌似导致mysql用了不同的排序方法,虽然2个排序的结果对z来说都是正确的,但附加的数据z_data却表现出不同的结果。。。


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上面的force index并不需要强制加上去,mysql在面对limit a,b语句事,当a+b不超过某一个值时会使用索引idx1, 而超过该值后却不使用索引idx1(直接全表扫描),这种选择是mysql独立作出的, 这样导致翻页时出现问题(z_data混乱)。。。。
2 楼 丁林.tb 2012-03-22 to :nofreezou

对,确实会这样,为了省一次order by, 我也用force index.. 3 楼 aweber 2012-05-03 请教一个问题:
select f1, f2 from tab where k1=v1 and k2=v2 order by k3 limit 100
对于这样一个普通的查询, 我对order by的执行顺序有点疑惑:
如果mysql通过分析where条件,选择了一个合适的索引, 这个时候有两种情况
1,出现覆盖索引的情况, 就是选择的索引刚好包括了所有需要的字段,不管是select查找的,或者order by 需要的。那直接就可以通过索引来完成。不需要到索引对应的行数据获取其他数据了(这个应该就是你文中提到的不需要访问聚簇索引)。这个很快。
2,虽然选择了一个索引,但是被选择的索引不包括select查找的所有字段,或者不包括order by需要用到的字段。那这种情况下mysql是如何处理的呢?比如这个查询最后mysql使用了k1这个索引。那么还有f1,f2,k2,k3这三个字段信息需要到硬盘中获取。关于这个获取过程,我的理解是可能有下面两种情况。
2.1 mysql通过索引定位到符合条件的行数据指针,通过指针查找到行数据,把行数据中所有where中索引外的其他字段、select查找的字段以及order by使用的字段查找出来,这样就会产生一个结果集, 得到这个结果集之后,在通过where中其他过滤条件进行筛选,然后进行order by, 接着进行limit,也就是说, 这个过程中只有一次通过索引到硬盘找对用行数据的动作,后面的order by, select都是在这个结果集上进行的。
2.2 mysql通过已经选择的索引定位到符合条件的行数据指针, 通过指针查到到行数据,把行数据中where中索引外的其他字段查找出来。得到一个结果集,对结果集进行where中索引外其他条件的筛选,最后得到一个符合所有where条件的结果集,然后获取这个结果集中的所有主键信息,然后通过主键到硬盘中查找行数据, 把select,order by需要用到的字段都查找出来。然后进行order by, limit。这样就是有两次到硬盘找行数据的动作。

不知道高手能不能帮我解惑下, 应该是哪一种比较正确?或者两者都是错误的,那神马才是正确的流程? 4 楼 丁林.tb 2012-05-03 @3楼
再这个例子里面,基本上是2.2的流程,但实际上没有两次读硬盘。因为在读取f1,f2,k2,k3的时候,就已经把行数据给读入到内存了。所以排序后根据主键再取就是在内存里面。

而2.1的描述更像临时表。

参看一下这篇 http://dinglin.iteye.com/blog/1507941

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