08 普通索引和唯一索引

  • change buffer

当需要更新一个数据页时,如果数据页在内存中就直接更新,而如果这个数据页还没有在内存中的话,在不影响数据一致性的前提下,InnoDB 会将这些更新操作缓存在 change buffer 中,这样就不需要从磁盘中读入这个数据页了。在下次查询需要访问这个数据页的时候,将数据页读入内存,然后执行 change buffer 中与这个页有关的操作。通过这种方式就能保证这个数据逻辑的正确性。

将 change buffer 中的操作应用到原数据页,得到最新结果的过程称为 merge。除了访问这个数据页会触发 merge 外,系统有后台线程会定期 merge。在数据库正常关闭(shutdown)的过程中,也会执行 merge 操作。

因为 merge 的时候是真正进行数据更新的时刻,而 change buffer 的主要目的就是将记录的变更动作缓存下来,所以在一个数据页做 merge 之前,change buffer 记录的变更越多(也就是这个页面上要更新的次数越多),收益就越大。

因此,对于写多读少的业务来说,页面在写完以后马上被访问到的概率比较小,此时 change buffer 的使用效果最好。这种业务模型常见的就是账单类、日志类的系统。

反过来,假设一个业务的更新模式是写入之后马上会做查询,那么即使满足了条件,将更新先记录在 change buffer,但之后由于马上要访问这个数据页,会立即触发 merge 过程。这样随机访问 IO 的次数不会减少,反而增加了 change buffer 的维护代价。所以,对于这种业务模式来说,change buffer 反而起到了副作用。

需要说明的是,虽然名字叫作 change buffer,实际上它是可以持久化的数据。也就是说,change buffer 在内存中有拷贝,也会被写入到磁盘上。

change buffer 用的是 buffer pool 里的内存,因此不能无限增大。change buffer 的大小,可以通过参数 innodb_change_buffer_max_size 来动态设置。这个参数设置为 50 的时候,表示 change buffer 的大小最多只能占用 buffer pool 的 50%。

  • 普通索引和唯一索引

唯一索引的更新就不能使用 change buffer,只有普通索引可以使用

在这张表中插入一个新记录 (4,400) ,InnoDB 的处理流程:

第一种情况是,这个记录要更新的目标页在内存中。这时,InnoDB 的处理流程如下:

  1. 对于唯一索引来说,找到 3 和 5 之间的位置,判断到没有冲突,插入这个值,语句执行结束;
  2. 对于普通索引来说,找到 3 和 5 之间的位置,插入这个值,语句执行结束。这样看来,普通索引和唯一索引对更新语句性能影响的差别,只是一个判断,只会耗费微小的 CPU 时间。

第二种情况是,这个记录要更新的目标页不在内存中

  1. 对于唯一索引来说,需要将数据页读入内存,判断到没有冲突,插入这个值,语句执行结束;
  2. 对于普通索引来说,则是将更新记录在 change buffer,语句执行就结束了。

将数据从磁盘读入内存涉及随机 IO 的访问,是数据库里面成本最高的操作之一。change buffer 因为减少了随机磁盘访问,所以对更新性能的提升是会很明显的。

所以,应尽量选择普通索引

09 MySQL为什么有时候会选错索引

  • 可能是索引统计信息不准确

MySQL 统计索引的基数采用的是采样统计的方法:

采样统计的时候,InnoDB 默认会选择 N 个数据页,统计这些页面上的不同值,得到一个平均值,然后乘以这个索引的页面数,就得到了这个索引的基数。而数据表是会持续更新的,索引统计信息也不会固定不变。所以,当变更的数据行数超过 1/M 的时候,会自动触发重新做一次索引统计。

在 MySQL 中,有两种存储索引统计的方式,可以通过设置参数 innodb_stats_persistent 的值来选择:

  1. 设置为 on 的时候,表示统计信息会持久化存储。这时,默认的 N 是 20,M 是 10。
  2. 设置为 off 的时候,表示统计信息只存储在内存中。这时,默认的 N 是 8,M 是 16。

但是统计结果很有可能是不准的,有可能会发现 explain 的结果预估的 rows 值跟实际情况差距比较大,这时可以使用analyze table t 命令,重新统计索引信息。

  • 可能是优化器确实判断有问题
  • 解决方案
  1. 采用 force index 强行选择一个索引,但是存在变更的及时性问题
  2. 可以考虑修改语句,引导 MySQL 使用我们期望的索引,该方法并不通用
  3. 在有些场景下,我们可以新建一个更合适的索引,来提供给优化器做选择,或删掉误用的索引