インデックス マージを使用したステートメントの説明

インデックス マージは、テーブルにアクセスするために TiDB v4.0 で導入された方法です。この方法を使用すると、TiDB オプティマイザーはテーブルごとに複数のインデックスを使用し、各インデックスから返された結果をマージできます。一部のシナリオでは、この方法を使用すると、テーブル全体のスキャンが回避されるため、クエリがより効率的になります。

TiDB におけるインデックスのマージには、交差型と共用体型の 2 種類があります。前者は式ANDに、後者は式ORに適用されます。ユニオン型のインデックス マージは、TiDB v4.0 で実験的機能として導入され、v5.4.0 で GA になりました。交差タイプは TiDB v6.5.0 で導入され、 USE_INDEX_MERGEヒントが指定されている場合にのみ使用できます。

インデックス マージを有効にする

v5.4.0 以降の TiDB バージョンでは、デフォルトでインデックス マージが有効になっています。その他の状況では、インデックス マージが有効になっていない場合、変数tidb_enable_index_mergeからONを設定してこの機能を有効にする必要があります。

SET session tidb_enable_index_merge = ON;

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                 |
+-------------------------------+---------+-----------+-------------------------+------------------------------------------------+

前のクエリでは、フィルター条件はWHERE句で、結合子としてORを使用します。インデックス マージを使用しない場合、テーブルごとに 1 つのインデックスしか使用できません。 a = 1インデックスaにプッシュすることはできません。 b = 1インデックスbにプッシュすることもできません。 tに大量のデータが存在する場合、全表スキャンは非効率的です。このようなシナリオを処理するために、テーブルにアクセスするためのインデックス マージが TiDB に導入されました。

前のクエリの場合、オプティマイザはユニオン タイプのインデックス マージを選択してテーブルにアクセスします。インデックス マージにより、オプティマイザはテーブルごとに複数のインデックスを使用し、各インデックスによって返された結果をマージし、前の出力で後者の実行計画を生成できます。

出力では、 operator info of IndexMerge_8演算子のtype: union情報は、この演算子がユニオン タイプのインデックス マージであることを示しています。 3 つの子ノードがあります。 IndexRangeScan_5IndexRangeScan_6範囲に従って条件を満たすRowID秒をスキャンし、 TableRowIDScan_7オペレーターはこれらのRowID秒に従って条件を満たすすべてのデータを正確に読み取ります。

IndexRangeScan / TableRangeScanなどの特定の範囲のデータに対して実行されるスキャン操作の場合、結果のoperator info列には、 IndexFullScan / TableFullScanなどの他のスキャン操作と比較して、スキャン範囲に関する追加情報が含まれます。上記の例では、 IndexRangeScan_13演算子のrange:(1,+inf] 、演算子が 1 から正の無限大までデータをスキャンすることを示します。

EXPLAIN SELECT /*+ NO_INDEX_MERGE() */ * FROM t WHERE a > 1 AND b > 1 AND c = 1;  -- Does not use index merge

+--------------------------------+---------+-----------+-------------------------+---------------------------------------------+
| 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;  -- Uses index merge
+-------------------------------+---------+-----------+-------------------------+------------------------------------------------+
| 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                 |
+-------------------------------+---------+-----------+-------------------------+------------------------------------------------+

前の例から、フィルタ条件がコネクタとしてANDを使用するWHERE句であることがわかります。インデックス マージが有効になる前は、オプティマイザーは 3 つのインデックス ( idx_aidx_b 、またはidx_c ) のうちの 1 つしか選択できません。

フィルター条件のいずれかの選択性が低い場合、オプティマイザーは対応するインデックスを直接選択して、理想的な実行効率を実現します。ただし、データ分布が次の 3 つの条件をすべて満たしている場合は、交差型インデックス マージの使用を検討できます。

  • テーブル全体のデータサイズが大きく、テーブル全体を直接読み込むのは非効率です。
  • 3 つのフィルター条件のそれぞれについて、それぞれの選択性が非常に高いため、単一のインデックスを使用するIndexLookUpの実行効率は理想的ではありません。
  • 3 つのフィルター条件の全体的な選択性は低くなります。

交差タイプのインデックス マージを使用してテーブルにアクセスする場合、オプティマイザーは、テーブルで複数のインデックスを使用することを選択し、各インデックスによって返された結果をマージして、前の出力例の後者のIndexMerge実行プランを生成できます。 operator info of IndexMerge_9演算子のtype: intersection情報は、この演算子が交差タイプのインデックス マージであることを示します。実行計画の他の部分は、前述のユニオン タイプのインデックス マージの例と同様です。

ノート:

  • インデックス マージ機能は、v5.4.0 からデフォルトで有効になっています。つまり、 tidb_enable_index_mergeONです。

  • tidb_enable_index_mergeの設定に関係なく、SQL ヒントUSE_INDEX_MERGE使用して、オプティマイザーにインデックス マージを強制的に適用させることができます。フィルター条件にプッシュ ダウンできない式が含まれている場合にインデックス マージを有効にするには、SQL ヒントUSE_INDEX_MERGEを使用する必要があります。

  • オプティマイザーがクエリ プランに対して単一のインデックス スキャン方法 (全テーブル スキャン以外) を選択できる場合、オプティマイザーは自動的にインデックス マージを使用しません。オプティマイザがインデックス マージを使用するには、オプティマイザ ヒントを使用する必要があります。

  • 現時点では、インデックス マージは一時テーブルではサポートされていません。

  • 交差タイプの索引マージは、オプティマイザーによって自動的に選択されることはありません。選択するには、 USE_INDEX_MERGEヒントを使用してテーブル名とインデックス名を指定する必要があります。

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