MySQL执行计划 Extra 中的vusing index 和 using where using index 的区别

Posted by Yezhiwei on March 23, 2019

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背景

MySQL 执行计划中的 Extra 列中表明了执行计划的每一步中的实现细节,其中跟索引有关的 Using index 在不同的情况下会出现 Using index, Using where Using index,Using index condition 等,那么 Using index 和 Using where;Using index 有什么区别?网上搜了一大把文章,说实在话也没怎么弄懂,于是就自己动手试试。

本文仅从最简单的单表去测试 Using index 和 Using where Using index 以及简单测试 Using index condition 的情况的出现时机。 执行计划的生成与表结构,表数据量,索引结构,统计信息等等上下文等多种环境有关,无法一概而论,复杂情况另论

测试环境搭建

测试表以及测试数据搭建,类似于订单表和订单明细表,暂时先用订单表做测试

测试表结构

create table test_order
(
    id int auto_increment primary key,
    user_id int,
    order_id int,
    order_status tinyint,
    create_date datetime
);

create table test_orderdetail
(
    id int auto_increment primary key,
    order_id int,
    product_name varchar(100),
    cnt int,
    create_date datetime
);

create index idx_userid_order_id_createdate on test_order(user_id,order_id,create_date);

create index idx_orderid_productname on test_orderdetail(order_id,product_name);

测试数据(50W)

CREATE DEFINER=`root`@`%` PROCEDURE `test_insertdata`(IN `loopcount` INT)
    LANGUAGE SQL
    NOT DETERMINISTIC
    CONTAINS SQL
    SQL SECURITY DEFINER
    COMMENT ''
BEGIN
    declare v_uuid  varchar(50);
    while loopcount>0 do
        set v_uuid = uuid();
        insert into test_order (user_id,order_id,order_status,create_date) values (rand()*1000,id,rand()*10,DATE_ADD(NOW(), INTERVAL - RAND()*20000 HOUR));
        insert into test_orderdetail(order_id,product_name,cnt,create_date) values (rand()*100000,v_uuid,rand()*10,DATE_ADD(NOW(), INTERVAL - RAND()*20000 HOUR));
        set loopcount = loopcount -1;
    end while;
END

实验步骤

Using index VS Using where Using index

首先,在”订单表”上,这里是一个多列复合索引

create index idx_userid_order_id_createdate on test_order(user_id,order_id,create_date);

Using index

  • 查询的列被索引覆盖,并且 where 筛选条件是索引的是前导列,Extra 中为 Using index

Using index

Using where Using index

  • 查询的列被索引覆盖,并且 where 筛选条件是索引列之一但是不是索引的不是前导列,Extra 中为 Using where;Using index,意味着无法直接通过索引查找来查询到符合条件的数据

  • 查询的列被索引覆盖,并且 where 筛选条件是索引列前导列的一个范围,同样意味着无法直接通过索引查找查询到符合条件的数据

  

NULL(既没有 Using index,也没有 Using where Using index,也没有 Using where)

  • 查询的列未被索引覆盖,并且 where 筛选条件是索引的前导列,意味着用到了索引,但是部分字段未被索引覆盖,必须通过“回表”来实现,不是纯粹地用到了索引,也不是完全没用到索引,Extra 中为NULL(没有信息)

Using where

  • 查询的列未被索引覆盖,where 筛选条件非索引的前导列,Extra 中为 Using where

  • 查询的列未被索引覆盖,where 筛选条件非索引列,Extra 中为 Using where

以上说明:Using where 意味着通过索引或者表扫描的方式进程 where 条件的过滤,反过来说,也就是没有可用的索引查找,当然这里也要考虑索引扫描+回表与表扫描的代价。这里的 type 都是 all,说明 MySQL 认为全表扫描是一种比较低的代价。

Using index condition

  • 查询的列不全在索引中,where 条件中是一个前导列的范围

  • 查询列不完全被索引覆盖,查询条件完全可以使用到索引(进行索引查找)

  

参考:MySQL · 特性分析 · Index Condition Pushdown (ICP) using index conditoin 意味着查询列的某一部分无法直接使用索引

上述 case1 中: 如果禁用ICP(set optimizer_switch=’index_condition_pushdown=off’),执行计划是 Using where,意味着全表扫描,如果启用ICP,执行计划为 Using index Condition,意味着在筛选的过程中实现过滤

上述 case2 中 第二个查询条件无法直接使用索引,隐含了一个查找+筛选的过程。 两个case的共同点就是无法直接使用索引。

结论:

  • Extra 中的为 Using index 的情况

where 筛选列是索引的前导列 &&查询列被索引覆盖 && where 筛选条件是一个基于索引前导列的查询,意味着通过索引超找就能直接找到符合条件的数据,并且无须回表

  • Extra 中的为空的情况

查询列存在未被索引覆盖 && where 筛选列是索引的前导列,意味着通过索引超找并且通过“回表”来找到未被索引覆盖的字段,

  • Extra 中的为 Using where Using index:

出现 Using where Using index 意味着是通过索引扫描(或者表扫描)来实现 SQL 语句执行的,即便是索引前导列的索引范围查找也有一点范围扫描的动作,不管是前非索引前导列引起的,还是非索引列查询引起的。

尚未解决的问题:

查询1

查询2

查询3(逻辑上等价于查询1+查询2),执行计划发生了很大的变化。

总结:

MySQL 执行计划中的 Extra 中信息非常多,不仅仅包括 Using index,Using where Using index,Using index condition,Using where,尤其是在多表连接的时候,这一点在相对 MSSQL 来说,不够直观或者结构化。 MSSQL 中是通过区分索引查找(index seek),索引扫描(index scan),表扫描(table scan)来实现具体的查询的,这图形化的执行计划在不同的场景下是非常直观的,要想完全弄懂 MySQL 的这个执行计划,可能要更多地在实践中摸索。