MySQL8.0之跳跃范围扫描



跳跃范围扫描是MySQL在8.0.13版本新增加的用于提高性能的新特性,跳跃范围扫描可以使以前部分无法使用到联合索引的SQL利用联合索引进行查询,并且可以更高效的利用联合索引,这对于使用MySQL联合索引进行查询的应用意义重大。


MySQL版本:8.0.15


操作系统版本:redhat-7.4


通过一个示例来解释跳跃范围扫描:


在这个示例中,

SELECT f1,f2 FROM t1 WHERE f2>40

在8.0.13版本之前是通过索引全扫描的方式来获取最终的结果集,因为SELECT查询的字段全部都是索引的组成部分。MySQL通过索引全扫描获取所有的行记录,然后通过

f2 > 40

这个条件过滤,最终筛选出结果集返回给客户端。


众所周知,索引范围扫描的效率肯定是要高于索引全扫描的,在这个示例中,虽然查询条件是

f2 > 40

,属于范围查询,但是WHERE条件中不包含

f1

字段的的条件,所以无法使用索引范围扫描的方式过滤数据。在MySQL-8.0.13版本增加的跳跃范围扫描特性,就是针对类似的场景的优化,跳跃范围扫描在这个示例中实际是针对每一个

f1

字段的值,进行了范围扫描,即进行了多次范围扫描。

针对这个示例,具体的跳跃范围扫描过程如下:


获取联合索引中第一个字段

f1

的第一个值:

f1 = 1


将获取到的值和WHERE条件中的

f2

的条件组合:

f1 = 1 AND f2 > 40


执行这个范围扫描查询


获取联合索引中第一个字段

f1

的第二个值:

f1 = 2


将获取到的值和WHERE条件中的

f2

的条件组合:

f1 = 2 AND f2 > 40


执行这个范围扫描查询


将两次范围扫描查询的结果合并返回给客户端


跳跃范围扫描实际就是将一些全扫描的场景拆分成多个范围扫描,利用范围扫描的效率高于全扫描的效率,最终实现提高SQL效率。


在这个示例中,比较有跳跃范围扫描特性的SQL执行计划以及没有跳跃范围扫描特性的SQL执行计划:


通过执行计划可以看到,有跳跃范围扫描特性的查询扫描的行数更少且过滤性更高。


下面来说说跳跃范围扫描使用一些限制以及场景:


表上至少存在一个联合索引

([A_1,A_2…A_k],B_1,B_2…B_m,C,[,D_1,…,D_n])

,其中A部分以及D部分可以为空,但是B和C部分不能为空。A_1,A_2..等代表字段值


只针对单表查询


查询中不包含

GROUP BY

或者

DISTINCT


SELECT查询的字段全部被包含在索引组成部分,即符合覆盖索引规范


前缀

A_1,A_2…A_k

部分必须是可以被相等的常量


字段C上必须是一个范围条件,大于或大于等于,小于或小于等于


允许在D字段上有过滤条件,但是必须和C上的范围条件一起使用


跳跃范围扫描默认是开启的,有两种方式可以关闭跳跃范围扫描特性:


通过修改

optimizer_switcher

变量值,默认MySQL是将

optimizer_switcher

中的

skip_scan

设置为on的,可以通过将

skip_scan

设置为off关闭跳跃范围扫描


通过Hint的方式关闭跳跃范围扫描特性:

SELECT/*+ NO_SKIP_SCAN(t1 PRIMARY) */ f1, f2 FROM t1 WHERE f2 > 40;


对于使用了跳跃范围扫描特性的SQL,使用EXPLAIN查看其执行计划,可以看到:


在执行计划输出的Extra一栏中有:

Using index for skip scan


在执行计划输出的possible_keys一栏中会显示可以使用到的索引


跳跃范围扫描是对使用MySQL联合索引查询的SQL意义重大,能在使SQL查询效率更高,但是并不是使用到跳跃范围扫描就能代表SQL执行效率更高。在MySQL一些开发规范中,一般要求建立联合索引时将重复值少的字段放在联合索引前面,将重复值多的字段放在联合索引后面,方便SQL在使用联合索引时通过前面的字段快速过滤结果。但是在跳跃范围扫描特性中,是遍历前面字段的值,与后续字段的范围查询条件组合,进行范围扫描查询,那对于重复值少的字段会被拆分成多个范围扫描查询,在实际使用过程中并不一定会比索引开发云主机域名全扫描效率更高。


所以个人觉得跳跃范围扫描适用于联合索引中前导列distinct值较少,后续字段选择过滤性又比较好的场景,能更好的发挥跳跃范围扫描的作用。

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