一篇文章讀懂什麼是MySQL索引下推（ICP）

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一、簡介

ICP（Index Condition Pushdown）是在MySQL 5.6版本上推出的查詢優化策略，把本來由Server層做的索引條件檢查下推給存儲引擎層來做，以降低回表和訪問存儲引擎的次數，提高查詢效率。

二、原理

為瞭理解ICP是如何工作的，我們先瞭解下沒有使用ICP的情況下，MySQL是如何查詢的：

  • 存儲引擎讀取索引記錄；
  • 根據索引中的主鍵值，定位並讀取完整的行記錄；
  • 存儲引擎把記錄交給Server層去檢測該記錄是否滿足WHERE條件。

使用ICP的情況下，查詢過程如下：

  • 讀取索引記錄（不是完整的行記錄）；
  • 判斷WHERE條件部分能否用索引中的列來做檢查，條件不滿足，則處理下一行索引記錄；
  • 條件滿足，使用索引中的主鍵去定位並讀取完整的行記錄（就是所謂的回表）；
  • 存儲引擎把記錄交給Server層，Server層檢測該記錄是否滿足WHERE條件的其餘部分。

三、實踐

先創建一張表，並插入記錄

CREATE TABLE user (
id int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT "主鍵",
name varchar(32)  COMMENT "姓名",
city varchar(32)  COMMENT "城市",
age int(11)  COMMENT "年齡",
primary key(id),
key idx_name_city(name, city)
)engine=InnoDB default charset=utf8;

insert into user(name, city, age) values("ZhaoDa", "BeiJing", 20),("QianEr", "ShangHai", 21),("SunSan", "GuanZhou", 22), ("LiSi", "ShenZhen", 24), ("ZhouWu", "NingBo", 25),  ("WuLiu", "HangZhou", 26), ("ZhengQi", "NanNing", 27), ("WangBa", "YinChuan", 28), ("LiSi", "TianJin", 29), ("ZhangSan", "NanJing", 30), ("CuiShi", "ZhengZhou", 65),  ("LiSi", "KunMing", 29), ("LiSi", "ZhengZhou", 30);

查看一下表記錄

mysql> select * from user;
+----+----------+-----------+------+
| id | name     | city      | age  |
+----+----------+-----------+------+
|  1 | ZhaoDa   | BeiJing   |   20 |
|  2 | QianEr   | ShangHai  |   21 |
|  3 | SunSan   | GuanZhou  |   22 |
|  4 | LiSi     | ShenZhen  |   24 |
|  5 | ZhouWu   | NingBo    |   25 |
|  6 | WuLiu    | HangZhou  |   26 |
|  7 | ZhengQi  | NanNing   |   27 |
|  8 | WangBa   | YinChuan  |   28 |
|  9 | LiSi     | TianJin   |   29 |
| 10 | ZhangSan | NanJing   |   30 |
| 11 | CuiShi   | ZhengZhou |   65 |
| 12 | LiSi     | KunMing   |   29 |
| 13 | LiSi     | ZhengZhou |   30 |
+----+----------+-----------+------+
13 rows in set (0.00 sec)

註意，這張表裡創建瞭聯合索引(name, city)，假設我們想查詢如下語句：

select * from user where name="LiSi" and city like "%Z%" and age > 25;

3.1 不使用索引下推

在不使用索引下推的情況下，根據聯合索引“最左匹配”原則，隻有name列能用到索引，city列由於是模糊匹配，是不能用到索引的，此時的執行過程是這樣的：

  1. 存儲引擎根據(name, city)聯合索引，找到name值為LiSi的記錄，共4條記錄；
  2. 然後根據這4條記錄中的id值，逐一進行回表掃描，去聚簇索引中取出完整的行記錄，並把這些記錄返回給Server層；
  3. Server層接收到這些記錄，並按條件name=”LiSi” and city like “%Z%” and age > 25進行過濾，最終留下(“LiSi”, “ZhengZhou”, 30)這條記錄。

畫張圖看一下：

未使用使用索引條件下推

3.2 使用索引下推

使用索引下推的情況下，執行過程是這樣的：

  • 存儲引擎根據(name, city)聯合索引，找到name=’LiSi’的記錄，共4條；
  • 由於聯合索引中包含city列，存儲引擎直接在聯合索引中按city like “%Z%”進行過濾，過濾後剩下2條記錄；
  • 根據過濾後的記錄的id值，逐一進行回表掃描，去聚簇索引中取出完整的行記錄，並把這些記錄返回給Server層；
  • Server層根據WHERE語句的其它條件age > 25，再次對行記錄進行篩選，最終隻留下(“LiSi”, “ZhengZhou”, 30)這條記錄。

畫張圖看一下：


使用索引條件下推

另外，從執行計劃裡也可以看到使用瞭索引下推（Extra裡顯示Using index condition）

mysql> explain select * from user where name="LiSi" and city like "%Z%" and age > 25;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+----------+------------------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key           | key_len | ref   | rows | filtered | Extra                              |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+----------+------------------------------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | NULL       | ref  | idx_name_city | idx_name_city | 99      | const |    4 |     7.69 | Using index condition; Using where |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+----------+------------------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

四、使用條件

  • 隻能用於range、 ref、 eq_ref、ref_or_null訪問方法；
  • 隻能用於InnoDB和 MyISAM存儲引擎及其分區表；
  • 對InnoDB存儲引擎來說，索引下推隻適用於二級索引（也叫輔助索引）;

tip：索引下推的目的是為瞭減少回表次數，也就是要減少IO操作。對於InnoDB的聚簇索引來說，完整的行記錄已經加載到緩存區瞭，索引下推也就沒什麼意義瞭。

  • 引用瞭子查詢的條件不能下推；
  • 引用瞭存儲函數的條件不能下推，因為存儲引擎無法調用存儲函數。

五、相關系統參數

索引條件下推默認是開啟的，可以使用系統參數optimizer_switch來控制器是否開啟。

查看默認狀態：

mysql> select @@optimizer_switch\G;
*************************** 1. row ***************************
@@optimizer_switch: index_merge=on,index_merge_union=on,index_merge_sort_union=on,index_merge_intersection=on,engine_condition_pushdown=on,index_condition_pushdown=on,mrr=on,mrr_cost_based=on,block_nested_loop=on,batched_key_access=off,materialization=on,semijoin=on,loosescan=on,firstmatch=on,duplicateweedout=on,subquery_materialization_cost_based=on,use_index_extensions=on,condition_fanout_filter=on,derived_merge=on
1 row in set (0.00 sec)

切換狀態：

set optimizer_switch="index_condition_pushdown=off";
set optimizer_switch="index_condition_pushdown=on";

總結

到此這篇關於什麼是MySQL索引下推（ICP）的文章就介紹到這瞭,更多相關MySQL索引下推（ICP）內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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