MySQL中InnoDB引擎如何对索引的扩展

发布时间：2021-10-08 16:42:48 阅读：118 作者：柒染栏目：MySQL数据库

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MySQL中InnoDB引擎如何对索引的扩展，相信很多没有经验的人对此束手无策，为此本文总结了问题出现的原因和解决方法，通过这篇文章希望你能解决这个问题。

InnoDB引擎对索引的扩展，自动追加主键值及其对执行计划的影响。

MySQL中，使用InnoDB引擎的每个表，创建的普通索引（即非主键索引），都会同时保存主键的值。

比如语句

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;

创建了t1表，其主键为(i1, i2)，同时创建了基于d列的索引k_d，但其实在底层，InnoDB引擎将索引k_d扩展成（d，i1，i2）。

InnoDB引擎这么做，是用空间换性能，优化器在判断是否使用索引及使用哪个索引时会有更多列参考，这样可能生成更高效的执行计划，获得更好的性能。

优化器在ref、range和index_merge类型的访问，Loose Index Scan访问，连接和排序优化， MIN()/MAX()优化时使都会使用扩展列。

我们来看个例子：

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: 0root@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)

在普通索引中追加扩展主键是InnoDB在底层做的，show index等语句不显示追加列，但我们可以通过其它方式来验证。看这个SQL

SELECT COUNT(*) FROM t1 WHERE i1 = 3 AND d = ‘2000-01-01’

如果InnoDB没有扩展索引，索引k_d为（d），生成的执行计划应该类似这样，使用k_d索引找到d为’2000-01-01’的5行数据，再回表过滤出i1为3的，最后计算count。或者使用主键索引找到i1为3的5行数据，再回表过滤出d为’2000-01-01’的，最后计算count。下面仅示意走k_d索引的情况：

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: 
refpossible_keys: PRIMARY,k_d          key: k_d      key_len: 4          ref: const         
rows: 5        Extra: 
Using where; Using index

如果InnoDB扩展了索引，索引k_d为（d，i1，i2），这时，优化器可以使用最左边的索引前缀（d，i1），生成的执行计划应该类似这样，使用k_d索引找到d为’2000-01-01’及i1为3的1行数据，然后计算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: 
refpossible_keys: PRIMARY,k_d          key: k_d      key_len: 8          ref: const,const         
rows: 1        Extra: 
Using index

并且d列是DATE类型占4个字节，i1是INT类型占4个字节，所以查询中使用的键值长度就是8个字节（key_len: 8）。

我们看看实际生成的执行计划

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: 
refpossible_keys: PRIMARY,k_d          key: k_d      key_len: 8          ref: const,const         
rows: 1     filtered: 100.00        Extra: 
Using index1 
row in set, 1 
warning (0.01 sec)

果然跟我们的判断一致，注意执行计划中的细节：

key_len从4字节变为8字节，表明键查找使用列d和i1，而不仅仅是d。
ref从const更改为const，const，表明查找使用两个键值，而不是一个。
rows从5减少到1，表明检索更少的行。
Extra从Using where; Using index改为Using index，表示只用索引读取，不必回表。

InnoDB引擎底层扩展普通索引的情况，也可以通过跟MyISAM引擎对比来进行旁证：

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: 0root@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: 
refpossible_keys: PRIMARY,k_d          key: PRIMARY      key_len: 4          ref: const         
rows: 4     filtered: 16.00        Extra: 
Using where1 
row in set, 1 
warning (0.01 sec)

可以看到，同样的结构同样的数据，因为MyISAM引擎不会在底层自动扩展普通索引，所以执行计划还是通过主键索引进行处理。

按照官方手册的说明，也可以用SHOW STATUS命令来验证

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表示在进行索引扫描时,按照索引从数据文件里取数据的次数。使用MyISAM引擎的t1myisam表，Handler_read_next值为5，使用InnoDB引擎的t1表，Handler_read_next值减小到1，就是因为InnoDB引擎对索引进行了主键扩展，读取的次数少，效率更好。

默认情况下，优化器分析InnoDB表的索引时会考虑扩展列，但如果因为特殊原因让优化器不考虑扩展列，可以使用SET optimizer_switch = 'use_index_extensions=off’设置。

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: 
refpossible_keys: PRIMARY,k_d          key: PRIMARY      key_len: 4          ref: const         
rows: 5     filtered: 20.00        Extra: 
Using where1 
row in set, 1 
warning (0.02 sec)

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