再谈ICP

​准确地说,这是一篇打脸文章,打的还是自己的脸,真疼。

旧文为什么你的SQL执行很慢曾经简单分析了一下SQL慢查的原因,然而,文中关于ICP的论述却是错误的。但是因为公众号文章无法修改,所以今天,我们就再来详细了解一下ICP。

为了方便说明,这里先给出建表语句和初始化语句:

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `a` int(10) DEFAULT NULL,
  `b` varchar(16) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL,
  `c` varchar(8) COLLATE utf8mb4_unicode_ci DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_a` (`a`)
  KEY `idx_b` (`b`),
  KEY `idx_a_c` (`a`,`c`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=10001 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci


delimiter ;;
create procedure init()
begin
  declare i int;
  set i=1;
  while(i<=10000)do
    insert into t values(i, i, cast(i as char), '12345678');
    set i=i+1;
  end while;
end;;
delimiter ;
call init();

ICP

ICP,全称Index Condition Pushdown,是MySQL5.6版本推出的一项新特性。旨在将部分where条件的过滤从server层下放至engine层,以减少回表次数和server层对数据记录的读取行数,从而提高SQL的执行效率。
为了弄清楚为什么ICP可以提高优化SQL的执行效率,我们先简单了解一下MySQL的整体架构。
从大的层面来说,MySQL可以分为两层。上层是Server层,主要包含了MySQL一些核心功能的实现,比如优化器等等;下层是Engine层,主要就是各种存储引擎,负责数据的存储。如下图:

image

其中Server层又可以进一步细分如下:

连接器:主要是负责建立连接、权限校验等等工作,解决who的问题
分析器:主要是负责语法分析和词法分析,解决what的问题
优化器:主要是负责执行计划的确定,解决how的问题
执行器:根据优化器确定的执行计划向Engine层发起数据请求,返回结果
下图给出了在开启ICP前后SQL的执行示意图。

image

举个例子,对于这样一条SQL语句:
select * from t2 where a > 9000 and c like '%1'; 关闭ICP时,其执行计划如下:

image

开启ICP时,其执行计划则变为,Extra字段出现了Using index condition的提示,表示使用的ICP优化:

image

对应的慢查日志分别为:

image

可以看到,关闭ICP时,Engine层最终返回了1000条记录,但最终结果集为空,而开启ICP时,Engine层返回的结果集就已经为空了,减少了1000次不必要的回表操作和Server层对这1000条记录的读取操作。而这其中的原因就在于前者在Engine层只应用了a > 9000的条件, c like '%1'这个条件是放到Server层比较的,开启ICP之后,Engine层则是同时应用了 a > 9000 and c like '%1'的条件。

MRR

既然谈到了ICP,那就顺便再聊一聊同样是MySQL5.6版本推出的另外一项新特性:MRR(Multi-Range Read)。MRR的主要目的是减少对主键索引的随机访问,将随机访问转化为较为顺序的数据访问。

下图给出了开启MRR前后的SQL执行示意图:

image

简单解释一下,通常情况下,根据二级索引过滤出来的数据是按照二级索引有序,因此回表的时候也是按照二级索引的顺序回表的。然而,由于主键索引的顺序和二级索引的顺序通常不一样,因此这就会造成对主键索引的随机访问。为了避免这一问题,开启MRR后,MySQL会对二级索引过滤之后的结果先按照主键进行排序,然后再按照这个按主键有序的列表进行回表操作。

举个例子,假设我们的二级索引树如下,现在我们要查询二级索引字段大于1的数据:

image

在未开启MRR的条件下,由于是按照二级索引顺序回表,所以回表时的主键依次为:40、20、10、60、30、50,这就造成了对主键索引的随机访问。
开启MRR之后,按照主键排序,这时回表的主键顺序就变成了:10、20、30、40、50、60,从随机访问变成了顺序访问。
在MySQL5.6之后的版本中,MRR都是默认开启的,但是与ICP只有一个参数控制不同,MRR有两个参数共同控制:

image

其中mrr用于控制是否开启mrr优化,但开启mrr优化并不意味着所有符合条件的SQL语句都会采用此优化,因为排序操作也是有代价的,如果优化器评估认为排序代价太大,也可能会放弃mrr优化。因此如果你想一直启用mrr功能,则需要这么设置:mrr=on,mrrcostbased=off.

全文完(๑′ᴗ‵๑)

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