MySQL 8.0 之索引跳跃扫描(Index Skip Scan)

前言

mysql 8.0.13开始支持 index skip scan 也即索引跳跃扫描。该优化方式支持那些sql在不符合组合索引最左前缀的原则的情况，优化器依然能组使用组合索引。

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实践

使用官方文档的例子，构造数据

mysql> create table t1 (f1 int not null, f2 int not null, primary key(f1, f2));
query ok, 0 rows affected (0.21 sec)
mysql> insert into t1 values (1,1), (1,2), (1,3), (1,4), (1,5),(2,1), (2,2), (2,3), (2,4), (2,5);
query ok, 10 rows affected (0.07 sec)
records: 10 duplicates: 0 warnings: 0
mysql>
mysql> insert into t1 select f1, f2 + 5 from t1;
query ok, 10 rows affected (0.06 sec)
records: 10 duplicates: 0 warnings: 0

mysql> insert into t1 select f1, f2 + 10 from t1;
query ok, 20 rows affected (0.03 sec)
records: 20 duplicates: 0 warnings: 0

mysql> insert into t1 select f1, f2 + 20 from t1;
query ok, 40 rows affected (0.03 sec)
records: 40 duplicates: 0 warnings: 0

mysql> insert into t1 select f1, f2 + 40 from t1;
query ok, 80 rows affected (0.05 sec)
records: 80 duplicates: 0 warnings: 0

注意t1表的主键是组合索引(f1,f2)，如果sql的where条件不包含 最左前缀f1 在之前的版本中会 走 full table scan,在mysql 8.0.20版本中会是怎样呢？我们看看执行计划

mysql> explain select f1, f2 from t1 where f2 = 40\g
*************************** 1. row ***************************
      id: 1
 select_type: simple
    table: t1
  partitions: null
     type: range
possible_keys: primary
     key: primary
   key_len: 8
     ref: null
     rows: 16
   filtered: 100.00
    extra: using where; using index for skip scan
1 row in set, 1 warning (0.01 sec)

mysql> explain select f1, f2 from t1 where f2 > 40\g
*************************** 1. row ***************************
      id: 1
 select_type: simple
    table: t1
  partitions: null
     type: range
possible_keys: primary
     key: primary
   key_len: 8
     ref: null
     rows: 53
   filtered: 100.00
    extra: using where; using index for skip scan
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

两个sql 的where条件 f2>40 和 f2=40 的执行计划中都包含了using index for skip scan 并且 type 是range 。

整个执行计划大概如下:

第一次从index left side开始scan
第二次使用key(1,40) 扫描index，直到第一个range结束
使用key(1), find_flag =ha_read_after_key, 找到下一个key值2
使用key(2,40)，扫描index， 直到range结束
使用key(2)，去找大于2的key值，上例中没有，因此结束扫描

从上述描述可以看到使用skip-scan的方式避免了全索引扫描，从而提升了性能

如果关闭 skip_scan特性，执行计划则变为type=all, extre using where 全表扫描。

mysql> set session optimizer_switch='skip_scan=off';
query ok, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> explain select * from t1 where f2 = 40\g
*************************** 1. row ***************************
      id: 1
 select_type: simple
    table: t1
  partitions: null
     type: all
possible_keys: null
     key: null
   key_len: null
     ref: null
     rows: 160
   filtered: 10.00
    extra: using where
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

限制条件

1.select 选择的字段不能包含非索引字段

比如c1 字段在组合索引里面 ，select * 的sql 就走不了skip scan

mysql> explain select * from t1 where f2 = 40\g
*************************** 1. row ***************************
      id: 1
 select_type: simple
    table: t1
  partitions: null
     type: all
possible_keys: null
     key: null
   key_len: null
     ref: null
     rows: 160
   filtered: 10.00
    extra: using where
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

2.sql 中不能带 group by或者distinct 语法

mysql> explain select distinct f1 from t1 where f2 = 40\g
*************************** 1. row ***************************
      id: 1
 select_type: simple
    table: t1
  partitions: null
     type: range
possible_keys: primary
     key: primary
   key_len: 8
     ref: null
     rows: 3
   filtered: 100.00
    extra: using where; using index for group-by
1 row in set, 1 warning (0.01 sec)

3.skip scan仅支持单表查询，多表关联是无法使用该特性。

4.对于组合索引 ([a_1, …, a_k,] b_1, …, b_m, c [, d_1, …, d_n])，a,d 可以为空，但是b ,c 字段不能为空。

需要强调的是数据库优化没有银弹。mysql的优化器是基于成本来选择合适的执行计划，并不是所有的忽略最左前缀的条件查询，都能利用到 index skip scan。

举个例子：

mysql> create table `t3` 
( id int not null auto_increment primary key,  
`f1` int not null,  
`f2` int not null, 
`c1` int default '0', 
key idx_f12(`f1`,`f2`,c1) ) 
engine=innodb default charset=utf8mb4;
query ok, 0 rows affected (0.24 sec)

mysql> insert into t3(f1,f2,c1) select f1,f2,c1 from t1;
query ok, 320 rows affected (0.07 sec)
records: 320 duplicates: 0 warnings: 0

数据量增加一倍到320行记录，此时查询 f2=40 也没有利用index skip scan

mysql> explain select f2 from t3 where f2=40 \g
*************************** 1. row ***************************
      id: 1
 select_type: simple
    table: t3
  partitions: null
     type: index
possible_keys: idx_f12
     key: idx_f12
   key_len: 13
     ref: null
     rows: 320
   filtered: 10.00
    extra: using where; using index
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

-the end-

以上就是mysql 8.0 之索引跳跃扫描(index skip scan)的详细内容，更多关于mysql 8.0 索引跳跃扫描的资料请关注其它相关文章！