インデックスを使用するステートメントの説明

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インデックスで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                | 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インデックスで範囲スキャンを実行し、内部RowIDの値 (このテーブルでは主キー) を取得します。
  • └─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つのタスクには 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学に基づいてTableFullScan演算子を選択する場合があります。次の例では、多数の行がintkey > 100の条件に一致し、 TableFullScanが選択されています。

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、インデックス付きの列でLIMITを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。

索引リーダー

TiDB は、カバリング インデックスの最適化をサポートしています。インデックスからすべての行を取得できる場合、TiDB はIndexLookupで通常必要とされる 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 および Batch_Point_Get

TiDB は、主キーまたは一意のキーから直接データを取得するときに、 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られているため、 IndexFullScan演算子を使用して、インデックス付きの値のMINつまたはMAXの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のタスクが実行されます。 FullScanという名前にもかかわらず、最初の行のみを読み取る必要があります ( └─Limit_28 )。各 TiKVリージョンは、そのMINまたはMAXの値を TiDB に返します。TiDB は、Stream 集計を実行して単一の行をフィルタリングします。集計関数MAXまたはMINを使用した集計では、テーブルが空の場合にNULLが返されることも保証されます。

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 つの行のみを返すようにTopNの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がインデックスを利用できる上記の例よりもはるかに効率が悪いと考えられています。

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も小さいため、 IndexFullScanTableFullScanよりも効率的です。

次のステートメントは、テーブルから追加の列が必要なため、 IndexFullScan演算子の使用をサポートしていません。

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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