インデックスを使用する Explain ステートメント

TiDB は、インデックスを使用してクエリの実行を高速化するいくつかの演算子をサポートしています。

このドキュメントの例は、次のサンプル データに基づいています。

CREATE TABLE t1 ( id INT NOT NULL PRIMARY KEY auto_increment, intkey INT NOT NULL, pad1 VARBINARY(1024), INDEX (intkey) ); INSERT INTO t1 SELECT NULL, FLOOR(RAND()*1024), RANDOM_BYTES(1024) FROM dual; INSERT INTO t1 SELECT NULL, FLOOR(RAND()*1024), RANDOM_BYTES(1024) FROM t1 a JOIN t1 b JOIN t1 c LIMIT 10000; INSERT INTO t1 SELECT NULL, FLOOR(RAND()*1024), RANDOM_BYTES(1024) FROM t1 a JOIN t1 b JOIN t1 c LIMIT 10000; INSERT INTO t1 SELECT NULL, FLOOR(RAND()*1024), RANDOM_BYTES(1024) FROM t1 a JOIN t1 b JOIN t1 c LIMIT 10000;

インデックスルックアップ

TiDB は、セカンダリ インデックスからデータを取得するときにIndexLookup演算子を使用します。この場合、次のクエリはすべて、 intkeyインデックスに対してIndexLookup演算子を使用します。

EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE intkey = 123; EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE intkey < 10; EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE intkey BETWEEN 300 AND 310; EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE intkey IN (123,29,98); EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE intkey >= 99 AND intkey <= 103;
+-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ | IndexLookUp_10 | 1.00 | root | | | | ├─IndexRangeScan_8(Build) | 1.00 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | range:[123,123], keep order:false | | └─TableRowIDScan_9(Probe) | 1.00 | cop[tikv] | table:t1 | keep order:false | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ 3 rows in set (0.00 sec) +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ | IndexLookUp_10 | 3.60 | root | | | | ├─IndexRangeScan_8(Build) | 3.60 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | range:[-inf,10), keep order:false | | └─TableRowIDScan_9(Probe) | 3.60 | cop[tikv] | table:t1 | keep order:false | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ 3 rows in set (0.00 sec) +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ | IndexLookUp_10 | 5.67 | root | | | | ├─IndexRangeScan_8(Build) | 5.67 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | range:[300,310], keep order:false | | └─TableRowIDScan_9(Probe) | 5.67 | cop[tikv] | table:t1 | keep order:false | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ 3 rows in set (0.00 sec) +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------------------------+ | IndexLookUp_10 | 4.00 | root | | | | ├─IndexRangeScan_8(Build) | 4.00 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | range:[29,29], [98,98], [123,123], keep order:false | | └─TableRowIDScan_9(Probe) | 4.00 | cop[tikv] | table:t1 | keep order:false | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------------------------+ 3 rows in set (0.00 sec) +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+----------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+----------------------------------+ | IndexLookUp_10 | 6.00 | root | | | | ├─IndexRangeScan_8(Build) | 6.00 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | range:[99,103], keep order:false | | └─TableRowIDScan_9(Probe) | 6.00 | cop[tikv] | table:t1 | keep order:false | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+----------------------------------+ 3 rows in set (0.00 sec)

IndexLookup演算子には 2 つの子ノードがあります。

  • ├─IndexRangeScan_8(Build)演算子は、 intkeyインデックスに対して範囲スキャンを実行し、内部のRowID (このテーブルでは主キー) の値を取得します。
  • 次に、 └─TableRowIDScan_9(Probe)演算子はテーブル データから行全体を取得します。

IndexLookupタスクには 2 つのステップが必要なため、多数の行が一致するシナリオでは、SQL オプティマイザーは統計に基づいてTableFullScan演算子を選択する可能性があります。次の例では、多数の行がintkey > 100の条件に一致し、 TableFullScanが選択されます。

EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE intkey > 100;
+-------------------------+---------+-----------+---------------+-------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------------+---------+-----------+---------------+-------------------------+ | TableReader_7 | 898.50 | root | | data:Selection_6 | | └─Selection_6 | 898.50 | cop[tikv] | | gt(test.t1.intkey, 100) | | └─TableFullScan_5 | 1010.00 | cop[tikv] | table:t1 | keep order:false | +-------------------------+---------+-----------+---------------+-------------------------+ 3 rows in set (0.00 sec)

IndexLookup演算子を使用して、インデックス付き列のLIMIT効率的に最適化することもできます。

EXPLAIN SELECT * FROM t1 ORDER BY intkey DESC LIMIT 10;
+--------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +--------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+------------------------------------+ | IndexLookUp_21 | 10.00 | root | | limit embedded(offset:0, count:10) | | ├─Limit_20(Build) | 10.00 | cop[tikv] | | offset:0, count:10 | | │ └─IndexFullScan_18 | 10.00 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | keep order:true, desc | | └─TableRowIDScan_19(Probe) | 10.00 | cop[tikv] | table:t1 | keep order:false, stats:pseudo | +--------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+------------------------------------+ 4 rows in set (0.00 sec)

上記の例では、最後の 10 行がインデックスintkeyから読み取られます。次に、これらRowIDの値がテーブル データから取得されます。

インデックスリーダー

TiDB は、カバーインデックスの最適化をサポートしています。すべての行をインデックスから取得できる場合、TiDB は通常IndexLookupで必要となる 2 番目のステップをスキップします。次の 2 つの例を考えてみましょう。

EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE intkey = 123; EXPLAIN SELECT id FROM t1 WHERE intkey = 123;
+-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ | IndexLookUp_10 | 1.00 | root | | | | ├─IndexRangeScan_8(Build) | 1.00 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | range:[123,123], keep order:false | | └─TableRowIDScan_9(Probe) | 1.00 | cop[tikv] | table:t1 | keep order:false | +-------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ 3 rows in set (0.00 sec) +--------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +--------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ | Projection_4 | 1.00 | root | | test.t1.id | | └─IndexReader_6 | 1.00 | root | | index:IndexRangeScan_5 | | └─IndexRangeScan_5 | 1.00 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | range:[123,123], keep order:false | +--------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-----------------------------------+ 3 rows in set (0.00 sec)

idは内部のRowIDでもあるため、 intkeyインデックスに格納されます。 intkeyインデックスを└─IndexRangeScan_5の一部として使用した後、 RowIDの値を直接返すことができます。

Point_Get と Batch_Point_Get

TiDB は、主キーまたは一意キーからデータを直接取得するときにPoint_GetまたはBatch_Point_Get演算子を使用します。これらの演算子はIndexLookupよりも効率的です。例えば:

EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE id = 1234; EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE id IN (1234,123); ALTER TABLE t1 ADD unique_key INT; UPDATE t1 SET unique_key = id; ALTER TABLE t1 ADD UNIQUE KEY (unique_key); EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE unique_key = 1234; EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE unique_key IN (1234, 123);
+-------------+---------+------+---------------+---------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------+---------+------+---------------+---------------+ | Point_Get_1 | 1.00 | root | table:t1 | handle:1234 | +-------------+---------+------+---------------+---------------+ 1 row in set (0.00 sec) +-------------------+---------+------+---------------+-------------------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------+---------+------+---------------+-------------------------------------------------+ | Batch_Point_Get_1 | 2.00 | root | table:t1 | handle:[1234 123], keep order:false, desc:false | +-------------------+---------+------+---------------+-------------------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec) Query OK, 0 rows affected (0.27 sec) Query OK, 1010 rows affected (0.06 sec) Rows matched: 1010 Changed: 1010 Warnings: 0 Query OK, 0 rows affected (0.37 sec) +-------------+---------+------+----------------------------------------+---------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------+---------+------+----------------------------------------+---------------+ | Point_Get_1 | 1.00 | root | table:t1, index:unique_key(unique_key) | | +-------------+---------+------+----------------------------------------+---------------+ 1 row in set (0.00 sec) +-------------------+---------+------+----------------------------------------+------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------+---------+------+----------------------------------------+------------------------------+ | Batch_Point_Get_1 | 2.00 | root | table:t1, index:unique_key(unique_key) | keep order:false, desc:false | +-------------------+---------+------+----------------------------------------+------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)

インデックスフルスキャン

インデックスは順序付けされているため、 IndexFullScan演算子を使用して、インデックス付きの値に対するMINまたはMAX値などの一般的なクエリを最適化できます。

EXPLAIN SELECT MIN(intkey) FROM t1; EXPLAIN SELECT MAX(intkey) FROM t1;
+------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-------------------------------------+ | StreamAgg_12 | 1.00 | root | | funcs:min(test.t1.intkey)->Column#4 | | └─Limit_16 | 1.00 | root | | offset:0, count:1 | | └─IndexReader_29 | 1.00 | root | | index:Limit_28 | | └─Limit_28 | 1.00 | cop[tikv] | | offset:0, count:1 | | └─IndexFullScan_27 | 1.00 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | keep order:true | +------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-------------------------------------+ 5 rows in set (0.00 sec) +------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-------------------------------------+ | StreamAgg_12 | 1.00 | root | | funcs:max(test.t1.intkey)->Column#4 | | └─Limit_16 | 1.00 | root | | offset:0, count:1 | | └─IndexReader_29 | 1.00 | root | | index:Limit_28 | | └─Limit_28 | 1.00 | cop[tikv] | | offset:0, count:1 | | └─IndexFullScan_27 | 1.00 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | keep order:true, desc | +------------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-------------------------------------+ 5 rows in set (0.00 sec)

上記のステートメントでは、各 TiKVリージョンでIndexFullScanタスクが実行されます。名前FullScanにもかかわらず、読み取る必要があるのは最初の行 ( └─Limit_28 ) だけです。各 TiKVリージョンは、そのMINまたはMAX値を TiDB に返します。その後、TiDB はストリーム集計を実行して単一行をフィルターします。集約関数MAXまたはMINを使用したスト​​リーム集計では、テーブルが空の場合にもNULLが返されます。

対照的に、インデックスのない値に対してMIN関数を実行すると、結果はTableFullScanになります。クエリでは TiKV ですべての行をスキャンする必要がありますが、各 TiKVリージョンがTiDB に 1 行のみを返すようにするためにTopN計算が実行されます。 TopNは、TiKV と TiDB の間で過剰な行が転送されるのを防ぎますが、このステートメントは、 MINインデックスを利用できる上記の例よりも効率がはるかに低いと考えられます。

EXPLAIN SELECT MIN(pad1) FROM t1;
+--------------------------------+---------+-----------+---------------+-----------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +--------------------------------+---------+-----------+---------------+-----------------------------------+ | StreamAgg_13 | 1.00 | root | | funcs:min(test.t1.pad1)->Column#4 | | └─TopN_14 | 1.00 | root | | test.t1.pad1, offset:0, count:1 | | └─TableReader_23 | 1.00 | root | | data:TopN_22 | | └─TopN_22 | 1.00 | cop[tikv] | | test.t1.pad1, offset:0, count:1 | | └─Selection_21 | 1008.99 | cop[tikv] | | not(isnull(test.t1.pad1)) | | └─TableFullScan_20 | 1010.00 | cop[tikv] | table:t1 | keep order:false | +--------------------------------+---------+-----------+---------------+-----------------------------------+ 6 rows in set (0.00 sec)

次のステートメントでは、 IndexFullScan演算子を使用してインデックス内のすべての行をスキャンします。

EXPLAIN SELECT SUM(intkey) FROM t1; EXPLAIN SELECT AVG(intkey) FROM t1;
+----------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +----------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-------------------------------------+ | StreamAgg_20 | 1.00 | root | | funcs:sum(Column#6)->Column#4 | | └─IndexReader_21 | 1.00 | root | | index:StreamAgg_8 | | └─StreamAgg_8 | 1.00 | cop[tikv] | | funcs:sum(test.t1.intkey)->Column#6 | | └─IndexFullScan_19 | 1010.00 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | keep order:false | +----------------------------+---------+-----------+--------------------------------+-------------------------------------+ 4 rows in set (0.00 sec) +----------------------------+---------+-----------+--------------------------------+----------------------------------------------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +----------------------------+---------+-----------+--------------------------------+----------------------------------------------------------------------------+ | StreamAgg_20 | 1.00 | root | | funcs:avg(Column#7, Column#8)->Column#4 | | └─IndexReader_21 | 1.00 | root | | index:StreamAgg_8 | | └─StreamAgg_8 | 1.00 | cop[tikv] | | funcs:count(test.t1.intkey)->Column#7, funcs:sum(test.t1.intkey)->Column#8 | | └─IndexFullScan_19 | 1010.00 | cop[tikv] | table:t1, index:intkey(intkey) | keep order:false | +----------------------------+---------+-----------+--------------------------------+----------------------------------------------------------------------------+ 4 rows in set (0.00 sec)

上記の例では、 (intkey + RowID)インデックスの値の幅が行全体の幅より小さいため、 IndexFullScan方がTableFullScanより効率的です。

次のステートメントでは、テーブルに追加の列が必要なため、 IndexFullScan演算子の使用はサポートされていません。

EXPLAIN SELECT AVG(intkey), ANY_VALUE(pad1) FROM t1;
+------------------------------+---------+-----------+---------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +------------------------------+---------+-----------+---------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ | Projection_4 | 1.00 | root | | Column#4, any_value(test.t1.pad1)->Column#5 | | └─StreamAgg_16 | 1.00 | root | | funcs:avg(Column#10, Column#11)->Column#4, funcs:firstrow(Column#12)->test.t1.pad1 | | └─TableReader_17 | 1.00 | root | | data:StreamAgg_8 | | └─StreamAgg_8 | 1.00 | cop[tikv] | | funcs:count(test.t1.intkey)->Column#10, funcs:sum(test.t1.intkey)->Column#11, funcs:firstrow(test.t1.pad1)->Column#12 | | └─TableFullScan_15 | 1010.00 | cop[tikv] | table:t1 | keep order:false | +------------------------------+---------+-----------+---------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ 5 rows in set (0.00 sec)

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