深入 MySQL:联合索引怎样利用最左前缀

索引包含三个字段,不意味着任意一个字段单独查询都能获得相同收益。

edyang · 2015-09-05

索引包含三个字段,不意味着任意一个字段单独查询都能获得相同收益。

本文使用MySQL 5.6、InnoDB 与独立测试数据库。数据库研究要同时观察表结构、数据分布和实际语句。本文讨论 InnoDB(事务存储引擎),不把其他存储引擎或后续版本特性当作相同行为。

1. 从现象推到机制

联合 B-tree(平衡树索引)按字段顺序组织键值。前导等值条件可以缩小连续范围,范围条件之后的字段未必还能同样缩小扫描区间,但仍可能用于过滤或覆盖。是否选索引还受数据分布与成本估算影响。

深入 MySQL:联合索引怎样利用最左前缀的处理、反馈与观察关系

图中的四个节点分别表示业务查询、联合顺序、范围定位、执行计划。顺着实线检查输入如何变成输出,再沿虚线核对反馈条件。图示表达的是本文讨论的关系,不是实测曲线或现场截图。

2. 最小实现与输入条件

为演示订单建立用户、状态和编号索引,用 EXPLAIN 比较不同条件组合。固定数据规模,避免在只有几行的表上得出通用性能结论。

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CREATE INDEX ix_order_owner_status_id
ON orders(owner_id, status, id);
EXPLAIN SELECT id FROM orders
WHERE owner_id = 7 AND status = 1 ORDER BY id;

先保存建表语句、索引与隔离级别,再准备固定演示数据。并发行为使用两个独立连接按顺序执行;执行计划、锁等待和最终数据需要结合,单看查询耗时不足以解释原因。

3. 用对照区分原因

下表列出需要主动改变的条件。预期行为来自机制分析,复现时还需记录运行环境和原始输出,不能将预期当作已经测得的结果。

改变的条件 需要验证的行为
仅按前导字段查询 可能利用有序前缀缩小范围
跳过前导字段过滤 不能假定同等定位能力
查询字段被索引覆盖 可能减少回表访问

对照 1:仅按前导字段查询

可能利用有序前缀缩小范围。观察时记录key 与访问类型。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

对照 2:跳过前导字段过滤

不能假定同等定位能力。观察时记录实际执行计划与扫描估计。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

对照 3:查询字段被索引覆盖

可能减少回表访问。观察时记录Extra 与所需列范围。把这个条件与基准情形分开,有助于判断变化来自哪一层;若得到相反结果,应先核对前提,再修改实现。

4. 适用条件与取舍

更多索引会增加写入维护成本和存储。先围绕高价值查询组合设计,再用真实分布验证,避免为每个字段单独建一个索引。

一次正常运行只覆盖了这组输入。继续扩展前,应把上面的异常对照保留下来,尤其关注“查询字段被索引覆盖”这一分支。后续方案若改变了图中任意一处依赖,原来的判断就要重新验证,不能仅凭界面相似或返回值相同沿用结论。

同月延伸

参考资料

  1. MySQL 5.6.23 源码与文档
  2. MySQL 5.6 官方历史手册