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MySQL中InnoDB引擎如何對索引的擴展

發布時間：2021-10-08 16:42:48 來源：億速云 閱讀：100 作者：柒染 欄目：MySQL數據庫

MySQL中InnoDB引擎如何對索引的擴展，相信很多沒有經驗的人對此束手無策，為此本文總結了問題出現的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個問題。

InnoDB引擎對索引的擴展，自動追加主鍵值及其對執行計劃的影響。


MySQL中，使用InnoDB引擎的每個表，創建的普通索引（即非主鍵索引），都會同時保存主鍵的值。
比如語句
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;
創建了t1表，其主鍵為(i1, i2)，同時創建了基于d列的索引k_d，但其實在底層，InnoDB引擎將索引k_d擴展成（d，i1，i2）。
InnoDB引擎這么做，是用空間換性能，優化器在判斷是否使用索引及使用哪個索引時會有更多列參考，這樣可能生成更高效的執行計劃，獲得更好的性能。
優化器在ref、range和index_merge類型的訪問，Loose Index Scan訪問，連接和排序優化， MIN()/MAX()優化時使都會使用擴展列。
我們來看個例子：
root@database-one 15:15:  [gftest]> 
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 (0.06 sec)

root@database-one 15:15:  [gftest]> 
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 (0.01 sec)
Records: 25  Duplicates: 0  Warnings: 0

root@database-one 15:21:  [gftest]> 
show index from t1;
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | 
Comment | Index_comment |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| t1    |          0 | PRIMARY  |            1 | i1          | A         |           5 |     
NULL | 
NULL   |      | BTREE      |         |               |
| t1    |          0 | PRIMARY  |            2 | i2          | A         |          25 |     
NULL | 
NULL   |      | BTREE      |         |               |
| t1    |          1 | k_d      |            1 | d           | A         |           5 |     
NULL | 
NULL   | YES  | BTREE      |         |               |
+-------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
3 
rows in set (0.01 sec)
在普通索引中追加擴展主鍵是InnoDB在底層做的，show index等語句不顯示追加列，但我們可以通過其它方式來驗證。看這個SQL
SELECT COUNT(*) FROM t1 WHERE i1 = 3 AND d = ‘2000-01-01’
如果InnoDB沒有擴展索引，索引k_d為（d），生成的執行計劃應該類似這樣，使用k_d索引找到d為’2000-01-01’的5行數據，再回表過濾出i1為3的，最后計算count。或者使用主鍵索引找到i1為3的5行數據，再回表過濾出d為’2000-01-01’的，最后計算count。下面僅示意走k_d索引的情況：
mysql> 
EXPLAIN SELECT COUNT(*) 
FROM t1 
WHERE i1 = 3 
AND d = 
'2000-01-01'\G
*************************** 1. 
row ***************************
           
id: 1
  select_type: SIMPLE
        table: t1
         
type: 
ref
possible_keys: PRIMARY,k_d
          key: k_d
      key_len: 4
          ref: const
         
rows: 5
        Extra: 
Using where; Using index
如果InnoDB擴展了索引，索引k_d為（d，i1，i2），這時，優化器可以使用最左邊的索引前綴（d，i1），生成的執行計劃應該類似這樣，使用k_d索引找到d為’2000-01-01’及i1為3的1行數據，然后計算count
mysql> 
EXPLAIN SELECT COUNT(*) 
FROM t1 
WHERE i1 = 3 
AND d = 
'2000-01-01'\G
*************************** 1. 
row ***************************
           
id: 1
  select_type: SIMPLE
        table: t1
         
type: 
ref
possible_keys: PRIMARY,k_d
          key: k_d
      key_len: 8
          ref: const,const
         
rows: 1
        Extra: 
Using index
并且d列是DATE類型占4個字節，i1是INT類型占4個字節，所以查詢中使用的鍵值長度就是8個字節（key_len: 8）。
我們看看實際生成的執行計劃
root@database-one 15:35:  [gftest]> 
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 (0.01 sec)
果然跟我們的判斷一致，注意執行計劃中的細節：

  • key_len從4字節變為8字節，表明鍵查找使用列d和i1，而不僅僅是d。

  • ref從const更改為const，const，表明查找使用兩個鍵值，而不是一個。

  • rows從5減少到1，表明檢索更少的行。

  • Extra從Using where; Using index改為Using index，表示只用索引讀取，不必回表。


InnoDB引擎底層擴展普通索引的情況，也可以通過跟MyISAM引擎對比來進行旁證：
root@database-one 16:07:  [gftest]> 
CREATE TABLE t1MyISAM (
    ->   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 = MyISAM;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

root@database-one 16:07:  [gftest]> 
INSERT INTO t1myisam 
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 (0.02 sec)
Records: 25  Duplicates: 0  Warnings: 0

root@database-one 16:07:  [gftest]> 
EXPLAIN SELECT COUNT(*) 
FROM t1myisam 
WHERE i1 = 3 
AND d = 
'2000-01-01'\G
*************************** 1. 
row ***************************
           
id: 1
  select_type: SIMPLE
        table: t1myisam
   
partitions: 
NULL
         
type: 
ref
possible_keys: PRIMARY,k_d
          key: PRIMARY
      key_len: 4
          ref: const
         
rows: 4
     filtered: 16.00
        Extra: 
Using where
1 
row in set, 1 
warning (0.01 sec)
可以看到，同樣的結構同樣的數據，因為MyISAM引擎不會在底層自動擴展普通索引，所以執行計劃還是通過主鍵索引進行處理。
按照官方手冊的說明，也可以用SHOW STATUS命令來驗證
root@database-one 16:12:  [gftest]> 
FLUSH TABLE t1;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

root@database-one 16:12:  [gftest]> 
FLUSH STATUS;
Query OK, 0 rows affected (0.14 sec)

root@database-one 16:12:  [gftest]> 
SELECT COUNT(*) 
FROM t1 
WHERE i1 = 3 
AND d = 
'2000-01-01';
+----------+
| COUNT(*) |
+----------+
|        1 |
+----------+
1 row in 
set (0.03 sec)

root@database-one 16:12:  [gftest]> 
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)

root@database-one 16:13:  [gftest]> 
FLUSH TABLE t1myisam;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

root@database-one 16:13:  [gftest]> 
FLUSH STATUS;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

root@database-one 16:13:  [gftest]> 
SELECT COUNT(*) 
FROM t1myisam 
WHERE i1 = 3 
AND d = 
'2000-01-01';
+----------+
| COUNT(*) |
+----------+
|        1 |
+----------+
1 row in 
set (0.01 sec)

root@database-one 16:13:  [gftest]> 
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)
Handler_read_next表示在進行索引掃描時,按照索引從數據文件里取數據的次數。使用MyISAM引擎的t1myisam表，Handler_read_next值為5，使用InnoDB引擎的t1表，Handler_read_next值減小到1，就是因為InnoDB引擎對索引進行了主鍵擴展，讀取的次數少，效率更好。
默認情況下，優化器分析InnoDB表的索引時會考慮擴展列，但如果因為特殊原因讓優化器不考慮擴展列，可以使用SET optimizer_switch = 'use_index_extensions=off’設置。
root@database-one 16:26:  [gftest]> 
SET optimizer_switch = 
'use_index_extensions=off';
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

root@database-one 16:26:  [gftest]> 
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 (0.02 sec)

看完上述內容，你們掌握MySQL中InnoDB引擎如何對索引的擴展的方法了嗎？如果還想學到更多技能或想了解更多相關內容，歡迎關注億速云行業資訊頻道，感謝各位的閱讀！

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