MySQL优化 索引下推(Index Condition Pushdown)

本文问题

  1. 什么是索引下推(Index Condition Pushdown ICP)?索引下推的过程是怎样的?
  2. 在哪些情况下可以使用索引下推,索引下推有什么限制?
  3. 如何启用或禁用索引下推优化?

Index Condition Pushdown(ICP)

当MySQL使用一个索引来检索表中的行时,可以使用ICP作为一种优化方案。不使用ICP时,存储引擎通过索引检索基础表中的行并将符合WHERE条件中的行返回给客户端。启用ICP后,如果只需要通过索引中的列就能够评估行是否符合WHERE中的一部分条件,MySQL将这部分WHERE条件下推到存储引擎中,然后存储引擎评估使用索引条目来评估下推的索引条件,并只从表中读取符合条件的行。ICP可以减少存储引擎访问基础表的次数以及MySQL访问存储引擎的次数。

ICP适用情景

  • ICP可以用于需要访问整个表中的行的range,ref,eq_ref,ref_or_null访问模式。
  • ICP可以用于InnoDBMyISAM,包括分区表。

ICP限制

  • 对于InnoDB表,ICP只适用于辅助索引。因为ICP的目标是减少全表读的数量从而减少I/O操作。对于InnoDB聚集索引,完整的记录已经被读取到InnoDB缓冲区,在这种情况下使用ICP不能降低I/O
  • ICP不支持在虚拟生成列上创建的索引。InnoDB存储引擎支持在虚拟生成列上创建索引
  • 与子查询相关的条件不能下推
  • 与存储函数相关的条件不能下推。
  • 触发条件不能下推

ICP优化过程

要理解ICP优化如何工作,首先考虑一下,在不使用索引下推的情况下,索引扫描是如何进行的:

  • 获取下一行,首先读取索引元组,然后通过索引元组检索并读取整行数据。
  • 对表中的数据测试是否符合WHERE条件,基于测试结果接收或拒绝行
    使用索引下推时,扫描过程如下:
  • 获取下一行的索引元组(不需要获取整行数据)
  • 测试能否只通过索引中的行确认数据是否符合WHERE条件中的一部分。如果不符合条件,继续获取下一个索引元组。
  • 如果符合条件,通过索引元组来检索并读取整行数据
  • 测试数据是否符合WHERE条件中的其他部分。基于测试结果接收或拒绝行。

ICP的EXPLIAN输出

Extra列中显示Using index condition

示例

假设有一个表包括人员和地址数据,在表上具有一个索引INDEX (zipcode, lastname, firstname).如果我们知道一个人的zipcode值但是不确定他的名称,我们可以使用以下查询:

SELECT * FROM people
  WHERE zipcode='95054'
  AND lastname LIKE '%etrunia%'
  AND address LIKE '%Main Street%';

MySQL可以使用索引检索zipcode='95054'的人。第二部分不能用来限制必须扫描的行数量(lastname LIKE '%etrunia%' 因为LIKE条件以%开头),当不使用索引下推时,这个查询必须检索所有zipcode='95054'的整行数据
使用索引下推,MySQL在读取整行数据前,先检查lastname LIKE '%etrunia%'.这样就不用读取那些符合zipcode条件但是不符合lastname条件的行数据了。

控制ICP是否启用

可以使用iptimizer_switch变量的index_condition_pushdown标志来控制ICP是否启用

SET optimizer_switch = 'index_condition_pushdown=off';
SET optimizer_switch = 'index_condition_pushdown=on';

问题答案

  1. 什么是索引下推(Index Condition Pushdown(ICP))?索引下推的过程是怎样的?
    索引下推就是在查询时,首先只读取索引元组(而不是整行数据),通过索引元组来判断数据是否符合WHERE语句中的条件,然后只对其中符合条件的行再读取整行数据来进行其他WHERE条件的判断。
    过程
  • 读取索引元组
  • 根据索引元组判断该行是否符合WHERE中的其他条件(在索引中的其他列的条件部分),如果不符合,直接读取下一个索引元组,不读取该行数据
  • 如果符合条件,通过索引元组检索并读取整行数据
  • 判断数据是否符合WHERE中的其他条件(不在索引中的其他列的条件部分)。
  1. 在哪些情况下可以使用索引下推,索引下推有什么限制?
  • ICP可以用于MyISAMInnoDB表,包括分区表。对于InnoDB表,ICP只适用于辅助索引。
  • ICP可以用于range,ref,eq_ref,ref_or_not类型的查询。
    限制
  • 不适用于在虚拟生成列上创建的索引。
  • 不适用于与子查询/存储函数/触发条件相关的条件
  1. 如何查看一个语句是否使用了索引下推?
    查看EXPLAINExtra列是否显示Using index condition
  2. 如何启用或禁用索引下推优化?
    禁用:SET optimizer_switch = 'index_condition_pushdown=off';
    启用:SET optimizer_switch = 'index_condition_pushdown=on';
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