五分钟搞懂MySQL索引下推

短命女 2022-09-10 14:29 155阅读 0赞

大家好，我是老三，今天分享一个小知识点——索引下推。

如果你在面试中，听到MySQL5.6”、“索引优化” 之类的词语，你就要立马get到，这个问的是“索引下推”。

# 什么是索引下推 #

索引下推(Index Condition Pushdown，简称ICP)，是MySQL5.6版本的新特性，它能减少回表查询次数，提高查询效率。

# 索引下推优化的原理 #

我们先简单了解一下MySQL大概的架构：

![MySQL大概架构][MySQL]

MySQL服务层负责SQL语法解析、生成执行计划等，并调用存储引擎层去执行数据的存储和检索。

`索引下推`的**下推**其实就是指将部分上层（服务层）负责的事情，交给了下层（引擎层）去处理。

我们来具体看一下，在没有使用ICP的情况下，MySQL的查询：

*  存储引擎读取索引记录；
 *  根据索引中的主键值，定位并读取完整的行记录；
 *  存储引擎把记录交给`Server`层去检测该记录是否满足`WHERE`条件。

使用ICP的情况下，查询过程：

*  存储引擎读取索引记录（不是完整的行记录）；
 *  判断`WHERE`条件部分能否用索引中的列来做检查，条件不满足，则处理下一行索引记录；
 *  条件满足，使用索引中的主键去定位并读取完整的行记录（就是所谓的回表）；
 *  存储引擎把记录交给`Server`层，`Server`层检测该记录是否满足`WHERE`条件的其余部分。

# 索引下推的具体实践 #

理论比较抽象，我们来上一个实践。

使用一张用户表`tuser`，表里创建联合索引（name, age）。

![用户表][6b15b3075a537d0e6e412e1d7752ded6.png]

如果现在有一个需求：检索出表中`名字第一个字是张，而且年龄是10岁的所有用户`。那么，SQL语句是这么写的：

select * from tuser where name like '张%' and age=10;

假如你了解索引最左匹配原则，那么就知道这个语句在搜索索引树的时候，只能用 `张`，找到的第一个满足条件的记录id为1。

![B+树联合索引][B]

那接下来的步骤是什么呢？

## 没有使用ICP ##

在MySQL 5.6之前，存储引擎根据通过联合索引找到`name likelike '张%'` 的主键id（1、4），逐一进行回表扫描，去聚簇索引找到完整的行记录，server层再对数据根据`age=10进行筛选`。

我们看一下示意图：

![未使用ICP][ICP]

可以看到需要回表两次，把我们联合索引的另一个字段`age`浪费了。

## 使用ICP ##

而MySQL 5.6 以后， 存储引擎根据（name，age）联合索引，找到`name likelike '张%'`，由于联合索引中包含`age`列，所以存储引擎直接再联合索引里按照`age=10`过滤。按照过滤后的数据再一一进行回表扫描。

我们看一下示意图：

![使用ICP的示意图][ICP 1]

可以看到只回表了一次。

除此之外我们还可以看一下执行计划，看到`Extra`一列里`Using index condition`，这就是用到了索引下推。

# 索引下推使用条件 #

*  只能用于`range`、 `ref`、 `eq_ref`、`ref_or_null`访问方法；
 *  只能用于`InnoDB`和 `MyISAM`存储引擎及其分区表；
 *  对`InnoDB`存储引擎来说，索引下推只适用于二级索引（也叫辅助索引）;

> 索引下推的目的是为了减少回表次数，也就是要减少IO操作。对于`InnoDB`的**聚簇索引**来说，数据和索引是在一起的，不存在回表这一说。

*  引用了子查询的条件不能下推；
 *  引用了存储函数的条件不能下推，因为存储引擎无法调用存储函数。

# 相关系统参数 #

索引条件下推默认是开启的，可以使用系统参数`optimizer_switch`来控制器是否开启。

查看默认状态：

mysql> select @@optimizer_switch\G;
    *************************** 1. row ***************************
    @@optimizer_switch: index_merge=on,index_merge_union=on,index_merge_sort_union=on,index_merge_intersection=on,engine_condition_pushdown=on,index_condition_pushdown=on,mrr=on,mrr_cost_based=on,block_nested_loop=on,batched_key_access=off,materialization=on,semijoin=on,loosescan=on,firstmatch=on,duplicateweedout=on,subquery_materialization_cost_based=on,use_index_extensions=on,condition_fanout_filter=on,derived_merge=on
    1 row in set (0.00 sec)

切换状态：

set optimizer_switch="index_condition_pushdown=off";
    set optimizer_switch="index_condition_pushdown=on";

--------------------

**参考：**

\[1\].《 MySQL技术内幕 InnoDB存储引擎》

\[2\]. 《MySQL实战45讲》

\[3\]. [MySQL索引下推（ICP）简单理解及例子][MySQL_ICP]

\[4\]. [一文读懂什么是MySQL索引下推（ICP）][MySQL_ICP 1]

[MySQL]: /images/20220829/29f1d706a596402693a9edcf795afba5.png
[6b15b3075a537d0e6e412e1d7752ded6.png]: /images/20220829/a69523dc57684963a924fcc9d502d828.png
[B]: /images/20220829/ac2b18677cab4899b27ccfe4e7cfa3fa.png
[ICP]: /images/20220829/da03484ac7c3428a87c6a10bec4b5971.png
[ICP 1]: /images/20220829/d3f87f805eec441b9cb3a7939ad3e1fe.png
[MySQL_ICP]: https://maoyingdong.com/mysql_icp/
[MySQL_ICP 1]: https://www.jianshu.com/p/31ceadace535