MySQL インデックス プッシュダウンを 5 分で理解する

面接中に「MySQL 5.6」や「インデックス最適化」などの用語を聞いた場合、この質問は「インデックス プッシュダウン」に関するものであることがすぐにわかるはずです。

インデックス プッシュダウンとは何ですか?

Index Condition Pushdown (ICP) は、MySQL 5.6 の新機能です。テーブルクエリの数を減らし、クエリの効率を向上させることができます。

インデックスプッシュダウン最適化の原理

まず、MySQL の一般的なアーキテクチャを簡単に見てみましょう。

MySQL サービス層は、SQL 構文の解析、実行プランの生成などを担当し、ストレージ エンジン層を呼び出してデータの保存と取得を実行します。

インデックス プッシュのプッシュダウンは、実際には、上位層 (サービス層) が担当するタスクの一部が、処理のために下位層 (エンジン層) に引き渡されることを意味します。

ICP を使用せずに MySQL クエリを詳しく見てみましょう。

• ストレージ エンジンはインデックス レコードを読み取ります。
• インデックス内の主キー値に基づいて完全な行レコードを見つけて読み取ります。
• ストレージ エンジンはレコードをサーバー レイヤーに渡し、レコードが WHERE 条件を満たしているかどうかを確認します。

ICP を使用する場合、クエリ プロセスは次のようになります。

• ストレージ エンジンは、インデックス レコード (完全な行レコードではない) を読み取ります。
• インデックス内の列を使用して WHERE 条件をチェックできるかどうかを判断します。条件が満たされない場合は、インデックス レコードの次の行を処理します。
• 条件が満たされた場合、インデックス内の主キーを使用して完全な行レコードを検索して読み取ります (これをテーブル戻りと呼びます)。
• ストレージ エンジンはレコードをサーバー レイヤーに渡し、サーバー レイヤーはレコードが WHERE 条件の残りの部分を満たしているかどうかを確認します。

インデックスプッシュダウンの具体的な実践

理論はかなり抽象的なので、実際に実践してみましょう。

ユーザー テーブル tuser を使用して、テーブル内に共同インデックス (名前、年齢) を作成します。

ここで要件がある場合: テーブル内の、名前が Zhang で、年齢が 10 歳のすべてのユーザーを取得します。次に、SQL ステートメントは次のように記述されます。

select * from tuser where name like '张%' and age=10;

インデックスの左端一致の原則を理解していれば、このステートメントはインデックス ツリーを検索するときにのみ使用でき、条件を満たす最初のレコードの ID は 1 であることがわかります。

では次のステップは何でしょうか?

ICPは使用されていません

MySQL 5.6 より前では、ストレージ エンジンは結合インデックスを通じてname likelike '張%'の主キー ID (1, 4) を見つけ、テーブルを 1 つずつスキャンし、クラスター化インデックスを削除して完全な行レコードを見つけ、サーバー レイヤーはage=10進行篩選。

概略図を見てみましょう。

テーブルを 2 回返す必要があることがわかります。これにより、結合インデックスの他のフィールド age が無駄になります。

ICPの使用

MySQL 5.6 以降では、ストレージ エンジンは (name, age) 結合インデックスに基づいてname likelike '張% ' を検索します。結合インデックスには age 列が含まれているため、ストレージ エンジンはage=10に従って結合インデックスを直接フィルター処理します。フィルタリングされたデータに従ってテーブルを 1 つずつスキャンします。

概略図を見てみましょう。

テーブルが 1 回だけ返されたことがわかります。

さらに、実行プランを確認すると、 Extra列にUsing index condition表示され、インデックス プッシュダウンが使用されていることがわかります。

+----+-------------+----------+-----------+---------+---------------+------------+-------+-------+-------+---------+------------------------+
| id | select_type | テーブル | パーティション | タイプ | 可能なキー | キー | キー長 | ref | 行 | フィルター済み | 追加 |
+----+-------------+----------+-----------+---------+---------------+------------+-------+-------+-------+---------+------------------------+
| 1 | SIMPLE | tuser | NULL | 範囲 | na_index | na_index | 102 | NULL | 2 | 25.00 | インデックス条件を使用 |
+----+-------------+----------+-----------+---------+---------------+------------+-------+-------+-------+---------+------------------------+

インデックスプッシュダウンの使用条件

• range 、 ref 、 eq_ref 、 ref_or_nullアクセス メソッドでのみ使用できます。
• InnoDBおよびMyISAMストレージ エンジンとそれらのパーティション テーブルにのみ使用できます。
• InnoDBストレージ エンジンの場合、インデックス プッシュダウンはセカンダリ インデックス (補助インデックスとも呼ばれます) にのみ適用されます。

インデックス プッシュダウンの目的は、テーブル戻り数を減らすこと、つまり IO 操作を減らすことです。 InnoDB のクラスター化インデックスの場合、データとインデックスは一緒になり、テーブルを返すことはありません。

• サブクエリを参照する条件はプッシュダウンできません。
• ストレージ エンジンはストアド関数を呼び出せないため、ストアド関数を参照する条件はプッシュダウンできません。

関連するシステムパラメータ

インデックス条件プッシュダウンはデフォルトで有効になっており、システム パラメータ optimizer_switch を使用して有効かどうかを制御できます。

デフォルトのステータスを表示します。

mysql> @@optimizer_switch\G を選択します。
************************** 1. 行 ****************************
@@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
セット内の 1 行 (0.00 秒)

状態を切り替える:

optimizer_switch="index_condition_pushdown=off" を設定します。
optimizer_switch="index_condition_pushdown=on" を設定します。

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