普通索引和唯一索引,应该怎么选择

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查询过程

假设,执行查询的语句是 select id fromTwhere k=5。这个查询语句在索引树上查找的过程,先 是通过B+树从树根开始,按层搜索到叶子节点,也就是图中右下角的这个数据页,然后可以认 为数据页内部通过二分法来定位记录。

  • 对于普通索引来说,查找到满足条件的第一个记录(5,500)后,需要查找下一个记录,直到碰到第一个不满足k=5条件的记录。
  • 对于唯一索引来说,由于索引定义了唯一性,查找到第一个满足条件的记录后,就会停止继续检索。

那么,这个不同带来的性能差距会有多少呢?答案是,微乎其微。 你知道的,InnoDB的数据是按数据页为单位来读写的。也就是说,当需要读一条记录的时候, 并不是将这个记录本身从磁盘读出来,而是以页为单位,将其整体读入内存。在InnoDB中,每 个数据页的大小默认是16KB。

因为引擎是按页读写的,所以说,当找到k=5的记录的时候,它所在的数据页就都在内存里了。 那么,对于普通索引来说,要多做的那一次“查找和判断下一条记录”的操作,就只需要一次指针 寻找和一次计算。

当然,如果k=5这个记录刚好是这个数据页的最后一个记录,那么要取下一个记录,必须读取下 一个数据页,这个操作会稍微复杂一些。 但是,我们之前计算过,对于整型字段,一个数据页可以放近千个key,因此出现这种情况的概 率会很低。所以,我们计算平均性能差异时,仍可以认为这个操作成本对于现在的CPU来说可以 忽略不计。

更新过程

为了说明普通索引和唯一索引对更新语句性能的影响这个问题,我需要先跟你介绍一下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,InoDB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。

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。

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。显然,如果能够将更新操作先记录在change buffer,减少读磁盘,语句的执行速度会得到明显的提升。而且,数据读入内存是需要占用buffer pool的,所以这种方式还能够避免占用内存,提 高内存利用率。

那么,什么条件下使用change buffer?

对于唯一索引来说,所有的更新操作都要先判断这个操作是否违反唯一性约束。比如,要插入 (4,400)这个记录,就要先判断现在表中是否已经存在k=4的记录,而这必须要将数据页读入内存 才能判断。如果都已经读入到内存了,那直接更新内存会更快,就没必要使用change buffer了。

因此,唯一索引的更新就不能使用change buffer,实际上也只有普通索引可以使用。 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%。