MySQL - RANGE优化篇

2018-01-12 Jamesmug

Range Access 使用 单个索引的方式 来检索包含在一个或多个索引值区间内的表行的子集。它也适用于单列或复合(组合)索引…

单列索引

对于单列索引,索引值区间可以方便地用WHERE语句中的相应 范围条件表示 。优化器在常量传播阶段,会将一些非常量值转换为常量。

定义

  • 对于BTREE索引和HASH索引来说,索引的范围优化基本上只适用于等值查询。譬如=, <=>, IN(), IS NULL, IS NOT NULL操作符。
  • 对于HASH索引,BTREE索引同样支持非等值查询,譬如>, <, >=, <=, BETWEEN, !=, <>和LIKE(注意,like的 常量值 不能以通配符开头)
  • 对于所有索引类型,多个范围条件与 ORAND 在一起会形成一个范围条件

代码示例

以下是在WHERE子句中使用范围条件进行查询的一些示例:

SELECT * FROM t1
  WHERE key_col > 1
  AND key_col < 10;

SELECT * FROM t1
  WHERE key_col = 1
  OR key_col IN (15,18,20);

SELECT * FROM t1
  WHERE key_col LIKE 'ab%'
  OR key_col BETWEEN 'bar' AND 'foo';

提取过程

MYSQL会尽可能从索引中提取范围条件,在提取过程中,利用索引将不能提取范围条件的过滤掉,然后对剩下的数据进行额外的筛选

代码示例

参考以下句子,其中key1是一个索引列,nonkey没有索引:

SELECT * FROM t1 WHERE
  (key1 < 'abc' AND (key1 LIKE 'abcde%' OR key1 LIKE '%b')) OR
  (key1 < 'bar' AND nonkey = 4) OR
  (key1 < 'uux' AND key1 > 'z');

提取步骤

1.原始的 WHERE 语句

(key1 < 'abc' AND (key1 LIKE 'abcde%' OR key1 LIKE '%b')) OR
(key1 < 'bar' AND nonkey = 4) OR
(key1 < 'uux' AND key1 > 'z')

2.使用 TRUE 来替换不能进行范围扫描的 nonkey = 4和key1 LIKE'%b' ,因此会产生:

(key1 < 'abc' AND (key1 LIKE 'abcde%' OR TRUE)) OR
(key1 < 'bar' AND TRUE) OR
(key1 < 'uux' AND key1 > 'z')

3.折叠始终为真或者假的条件

(key1 LIKE 'abcde%' OR TRUE) 	总是如此
(key1 < 'uux' AND key1 > 'z')   总是假的

常数替代

(key1 < 'abc' AND TRUE) OR (key1 < 'bar' AND TRUE) OR (FALSE)

去除不必要的TRUE和 FALSE常数

(key1 < 'abc') OR (key1 < 'bar')

4.最后将重叠的时间间隔合并为一个,产生用于范围扫描的最终条件

(key1 < 'bar')

一般来说(和前面的例子一样),用于范围扫描的条件与WHERE子句相比限制性更小。MySQL会执行额外的检查来 筛选满足范围条件但不满足WHERE子句的行。

范围条件提取的算法可以处理任意深度的嵌套AND / OR结构,其输出并不依赖于条件出现在WHERE子句中的顺序。

复合索引

复合索引的范围条件是单个索引范围条件提取的扩展

限制内存

使用系统变量 range_optimizer_max_mem_size 可以控制优化器对范围优化时使用的内存数

  • 0 意味着不做任何限制
  • 大于0,则优化器在操作时发现超出指定限制后将会改变策略(如:全表扫描),同时还会给出以下警告,所以增加 range_optimizer_max_mem_size 值可能会提高性能。
Warning    3170    Memory capacity of N bytes for
                   'range_optimizer_max_mem_size' exceeded. Range
                   optimization was not done for this query.

范围表达式内存估算准则

1.多个 OR 组合,每个 OR 大概占230字节,在 5.7.11 之前约占 700 字节,所以慎用

SELECT COUNT(*) FROM t
WHERE a=1 OR a=2 OR a=3 OR .. . a=N;

2. AND 组合,每个大概占用125个字节

SELECT COUNT(*) FROM t
WHERE a=1 AND b=1 AND c=1 ... N;

3. IN ,恐怖如斯,在 IN 中每个内容就会视为一个 OR ,如果有多个IN,那么该占用的指数是乘积( M× N

SELECT COUNT(*) FROM t
WHERE a IN (1,2, ..., M) AND b IN (1,2, ..., N);

行构造器

MYSQL写法优化的一种,简化了书写,不过这种方式只支持 IN ,目前为止 NOT IN 是不被支持的

优雅写法

SELECT ... FROM t1 WHERE ( col_1, col_2 ) IN (( 'a', 'b' ), ( 'c', 'd' ));

早期写法

SELECT ... FROM t1 WHERE ( col_1 = 'a' AND col_2 = 'b' )
OR ( col_1 = 'c' AND col_2 = 'd' );

总结

最好的优化方案,跟着新版本走 推陈出新 ,新版中不仅扩展更多功能,同时会加强优化力度。虽然 MySQL优化器 为我们做了很多事情,但开发过程中该主意还得注意。

说点什么

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