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用 EXPLAIN 查看索引合并的 SQL 执行计划
了解 TiDB 中 EXPLAIN 语句返回的执行计划信息。

用 EXPLAIN 查看索引合并的 SQL 执行计划

索引合并是从 TiDB v4.0 起引入的一种新的表访问方式。在这种访问方式下,TiDB 优化器可以选择对一张表使用多个索引,并将每个索引的返回结果进行合并。在某些场景下,这种访问方式能够减少大量不必要的数据扫描,提升查询的执行效率。

TiDB 中的索引合并分为交集型和并集型两种类型,分别适用于由 AND 连接的表达式和由 OR 连接的表达式。其中,并集型索引合并在 TiDB v4.0 作为实验功能引入,在 v5.4.0 成为正式功能 (GA)。交集型索引合并从 TiDB v6.5.0 起引入,且必须使用 USE_INDEX_MERGE Hint 指定才能使用。

开启索引合并

在 v5.4.0 及以上版本的新建集群中,索引合并默认开启。在其他情况下如果未开启,可将 tidb_enable_index_merge 的值设为 ON 来开启索引合并功能。

{{< copyable "sql" >}}

SET session tidb_enable_index_merge = ON;

示例

CREATE TABLE t(a int, b int, c int, d int, INDEX idx_a(a), INDEX idx_b(b), INDEX idx_c(c), INDEX idx_d(d));
EXPLAIN SELECT /*+ NO_INDEX_MERGE() */ * FROM t WHERE a = 1 OR b = 1;
+-------------------------+----------+-----------+---------------+--------------------------------------+
| id                      | estRows  | task      | access object | operator info                        |
+-------------------------+----------+-----------+---------------+--------------------------------------+
| TableReader_7           | 19.99    | root      |               | data:Selection_6                     |
| └─Selection_6           | 19.99    | cop[tikv] |               | or(eq(test.t.a, 1), eq(test.t.b, 1)) |
|   └─TableFullScan_5     | 10000.00 | cop[tikv] | table:t       | keep order:false, stats:pseudo       |
+-------------------------+----------+-----------+---------------+--------------------------------------+
EXPLAIN SELECT /*+ USE_INDEX_MERGE(t) */ * FROM t WHERE a > 1 OR b > 1;
+-------------------------------+---------+-----------+-------------------------+------------------------------------------------+
| id                            | estRows | task      | access object           | operator info                                  |
+-------------------------------+---------+-----------+-------------------------+------------------------------------------------+
| IndexMerge_8                  | 5555.56 | root      |                         | type: union                                    |
| ├─IndexRangeScan_5(Build)     | 3333.33 | cop[tikv] | table:t, index:idx_a(a) | range:(1,+inf], keep order:false, stats:pseudo |
| ├─IndexRangeScan_6(Build)     | 3333.33 | cop[tikv] | table:t, index:idx_b(b) | range:(1,+inf], keep order:false, stats:pseudo |
| └─TableRowIDScan_7(Probe)     | 5555.56 | cop[tikv] | table:t                 | keep order:false, stats:pseudo                 |
+-------------------------------+---------+-----------+-------------------------+------------------------------------------------+

例如,在上述示例中,过滤条件是使用 OR 连接的 WHERE 子句。在启用索引合并前,每个表只能使用一个索引,不能将 a = 1 下推到索引 a,也不能将 b = 1 下推到索引 b。当 t 中存在大量数据时,全表扫描的效率会很低。

对于以上查询语句,优化器选择了并集型索引合并的方式访问表。在这种访问方式下,优化器可以选择对一张表使用多个索引,并将每个索引的返回结果进行合并,生成以上两个示例中的后一个执行计划。此时的 IndexMerge_8 算子的 operator info 中的 type: union 表示该算子是一个并集型索引合并算子。它有三个子节点,其中 IndexRangeScan_5IndexRangeScan_6 根据范围扫描得到符合条件的所有 RowID,再由 TableRowIDScan_7 算子根据这些 RowID 精确地读取所有满足条件的数据。

其中对于 IndexRangeScan/TableRangeScan 一类按范围进行的扫表操作,EXPLAIN 表中 operator info 列相比于其他扫表操作,多了被扫描数据的范围这一信息。比如上面的例子中,IndexRangeScan_13 算子中的 range:(1,+inf] 这一信息表示该算子扫描了从 1 到正无穷这个范围的数据。

EXPLAIN SELECT /*+ NO_INDEX_MERGE() */ * FROM t WHERE a > 1 AND b > 1 AND c = 1;  -- 不使用索引合并

+--------------------------------+---------+-----------+-------------------------+---------------------------------------------+
| id                             | estRows | task      | access object           | operator info                               |
+--------------------------------+---------+-----------+-------------------------+---------------------------------------------+
| IndexLookUp_19                 | 1.11    | root      |                         |                                             |
| ├─IndexRangeScan_16(Build)     | 10.00   | cop[tikv] | table:t, index:idx_c(c) | range:[1,1], keep order:false, stats:pseudo |
| └─Selection_18(Probe)          | 1.11    | cop[tikv] |                         | gt(test.t.a, 1), gt(test.t.b, 1)            |
|   └─TableRowIDScan_17          | 10.00   | cop[tikv] | table:t                 | keep order:false, stats:pseudo              |
+--------------------------------+---------+-----------+-------------------------+---------------------------------------------+

EXPLAIN SELECT /*+ USE_INDEX_MERGE(t, idx_a, idx_b, idx_c) */ * FROM t WHERE a > 1 AND b > 1 AND c = 1;  -- 使用索引合并

+-------------------------------+---------+-----------+-------------------------+------------------------------------------------+
| id                            | estRows | task      | access object           | operator info                                  |
+-------------------------------+---------+-----------+-------------------------+------------------------------------------------+
| IndexMerge_9                  | 1.11    | root      |                         | type: intersection                             |
| ├─IndexRangeScan_5(Build)     | 3333.33 | cop[tikv] | table:t, index:idx_a(a) | range:(1,+inf], keep order:false, stats:pseudo |
| ├─IndexRangeScan_6(Build)     | 3333.33 | cop[tikv] | table:t, index:idx_b(b) | range:(1,+inf], keep order:false, stats:pseudo |
| ├─IndexRangeScan_7(Build)     | 10.00   | cop[tikv] | table:t, index:idx_c(c) | range:[1,1], keep order:false, stats:pseudo    |
| └─TableRowIDScan_8(Probe)     | 1.11    | cop[tikv] | table:t                 | keep order:false, stats:pseudo                 |
+-------------------------------+---------+-----------+-------------------------+------------------------------------------------+

在如上示例中,过滤条件是使用 AND 连接的 WHERE 子句。在启用索引合并前,只能选择使用 idx_aidx_bidx_c 三个索引中的一个。

如果三个过滤条件中的其中一个的过滤性非常好,直接选择对应的索引即可达到理想的执行效率。但如果数据分布同时满足以下三种情形,可以考虑使用交集型索引合并:

  • 全表的数据量相当大,导致直接读全表的执行效率非常低下
  • 每个过滤条件单独的过滤性都不够好,导致 IndexLookUp 使用单个索引的执行效率也不够理想
  • 三个过滤条件整体的过滤性非常好

在交集型索引合并访问方式下,优化器可以选择对一张表使用多个索引,并将每个索引的返回结果取交集,生成以上两个示例中的后一个执行计划。此时的 IndexMerge_9 算子的 operator info 中的 type: intersection 表示该算子是一个交集型索引合并算子。该执行计划的其它部分和上述并集型索引合并示例类似。

注意:

  • TiDB 的索引合并特性在 v5.4.0 及之后的版本默认开启,即 tidb_enable_index_mergeON
  • 如果查询中使用了 SQL 优化器 Hint USE_INDEX_MERGE,无论 tidb_enable_index_merge 开关是否开启,都会强制使用索引合并特性。当过滤条件中有无法下推的表达式时,必须使用 Hint USE_INDEX_MERGE 才能开启索引合并。
  • 如果查询有除了全表扫描以外的单索引扫描方式可以选择,优化器不会自动选择索引合并,只能通过 Hint 指定使用索引合并。
  • 索引合并目前无法在临时表上使用。
  • 交集型索引合并目前不会被优化器自动选择,必须使用 USE_INDEX_MERGE Hint 指定表名和索引名时才会被选择。

其他类型查询的执行计划