MySQL 中的索引下推功能

news2024/11/13 23:49:56

看到索引，应该大家都可以联想到这个是和查询效率有关系的，既然有这个功能，那么那句古话说的好啊：存在即合理。那么这个就是说有了这个功能，可以提升查询效率。

什么是索引下推

我们先有一个大概的理解：在 MySQL 中，索引下推（Index Condition Pushdown，简称 ICP）是一种优化技术，就是为了提高有索引表的查询性能。

索引下推主要的目的是：在索引扫描过程中尽可能减少回表操作（所谓回表：是指索引中返回数据行到服务器层进行进一步过滤），从而提高查询效率。

原理

没有索引下推时

在没有索引下推的情况下，存储引擎通过索引检索到数据行后，会将数据行返回给服务器层，服务器层再根据 WHERE 条件中的其他条件（非索引条件）进行过滤判断。

有索引下推时

而有了索引下推，存储引擎在检索索引的过程中，就可以根据 WHERE 条件中的其他条件对索引中包含的数据进行判断过滤，只有符合条件的数据行才会被返回给服务器层。这样可以减少存储引擎返回给服务器层的数据行数，以及服务器层后续进行过滤判断的工作量。

这里我们看下存储引擎层和服务层的区别：
服务层和存储引擎层

看下这个图之后，应该大家都可以理解了，执行顺序是：
调用逻辑
总结一下哈：索引下推其实就是说，将过滤的行为传到了存储引擎层中，先在存储引擎层处理一遍，然后再返回给服务层。

为啥我感觉这个应该是理所当然的事情啊，好在这个功能现在已经是具备了。

使用场景示例

假设有一个表 users，这里我建了一个 age 和 city 的组合索引，其结构如下：

CREATE TABLE users (  
    id INT PRIMARY KEY,  
    name VARCHAR(100),  
    age INT,  
    city VARCHAR(100),  
    INDEX idx_age_city (age, city)  
);

如果执行以下查询：

SELECT * FROM users WHERE age BETWEEN 20 AND 30 AND city = 'New York';

在没有索引下推的情况下，MySQL 会扫描 idx_age_city 索引，找到所有 age 在 20 到 30 之间的记录，然后将这些记录返回给服务器层，服务器层再对这些记录进行 city = 'New York' 的过滤。

而在启用了索引下推的情况下，MySQL 会在存储引擎层就进行 city = 'New York' 的过滤，只有满足 age BETWEEN 20 AND 30 和 city = 'New York' 的记录才会被返回给服务器层。

如何判断是否使用了索引下推

要确认查询是否使用了索引下推，可以使用 EXPLAIN 语句来查看查询的执行计划。在执行计划中，如果使用了索引下推，会在 Extra 列中看到 Using index condition。

EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE age BETWEEN 20 AND 30 AND city = 'New York';

如果执行计划中的 Extra 列显示 Using index condition，则说明该查询使用了索引下推优化。

索引下推带来的好处

提高查询性能
- 减少了存储引擎和服务器层之间的数据传输量，尤其是在表数据量很大、WHERE 条件比较复杂的情况下，性能提升效果更为明显。
- 降低了服务器层的 CPU 开销，因为服务器层需要处理的数据行数减少了。
优化复杂查询
- 对于多表连接查询，如果连接列上有索引并且可以使用索引下推，也能提高连接查询的性能。