使用索引合线解释语句

索引合线（Index merge）是 TiDB 在 v4.0 版本中引入的一种访问表的方法。通过这种方法，TiDB 优化器可以对每个表使用多个索引，并合并每个索引返回的结果。在某些场景下，这种方法可以避免全表扫描，从而提高查询效率。

TiDB 中的索引合线有两种类型：交集型（intersection）和并集型（union）。前者适用于 AND 表达式，后者适用于 OR 表达式。并集型索引合线在 TiDB v4.0 中作为实验性功能引入，已在 v5.4.0 版本中正式成为 GA（一般可用）。交集型则在 TiDB v6.5.0 中引入，且只能在指定 USE_INDEX_MERGE 提示时使用。

启用索引合线

在 v5.4.0 或更高版本的 TiDB 中，索引合线默认已开启。在其他情况下，如果未启用索引合线，则需要将变量 tidb_enable_index_merge 设置为 ON 以启用此功能。

SET session tidb_enable_index_merge = ON;

示例

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

在上述查询中，过滤条件是一个使用 OR 连接的 WHERE 子句。如果没有索引合线，你每个表只能使用一个索引。a = 1 不能被下推到索引 a，b = 1 也不能被下推到索引 b。当 t 中存在大量数据时，全表扫描效率较低。为应对这种场景，TiDB 引入索引合线以访问表。

对于上述查询，优化器选择了并集型索引合线来访问表。索引合线允许优化器在每个表上使用多个索引，合并每个索引返回的结果，从而生成上述输出中的执行计划。

在输出中，operator info 中的 type: union 表示该 IndexMerge_8 操作符是一个并集型索引合线。它有三个子节点：IndexRangeScan_5 和 IndexRangeScan_6 根据范围扫描满足条件的 RowID，然后 TableRowIDScan_7 操作符根据这些 RowID 精确读取所有满足条件的数据。

对于在特定范围数据上执行的扫描操作（如 IndexRangeScan / TableRangeScan），在结果的 operator info 列中会比其他扫描操作（如 IndexFullScan / TableFullScan）提供额外的扫描范围信息。在上述示例中，IndexRangeScan_5 操作符中的 range:(1,+inf] 表示该操作符从 1 扫描到正无穷。

EXPLAIN SELECT /*+ NO_INDEX_MERGE() */ * FROM t WHERE a > 1 AND b > 1 AND c = 1;  -- 不使用索引合线

+--------------------------------+---------+-----------+-------------------------+---------------------------------------------+
| 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;  -- 使用索引合线
+-------------------------------+---------+-----------+-------------------------+------------------------------------------------+
| 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                 |
+-------------------------------+---------+-----------+-------------------------+------------------------------------------------+

从上述示例可以看出，过滤条件是一个使用 AND 连接的 WHERE 子句。在启用索引合线之前，优化器只能选择三个索引中的一个（idx_a、idx_b 或 idx_c）。

如果其中一个过滤条件的选择性较低，优化器会直接选择对应的索引以实现理想的执行效率。但如果满足以下三个条件中的所有条件，可以考虑使用交集型索引合线：

• 整个表的数据量较大，直接读取整个表效率低下。
• 每个过滤条件的选择性都非常高，因此单个索引的 IndexLookUp 执行效率不理想。
• 三个过滤条件的整体选择性较低。

在使用交集型索引合线访问表时，优化器可以选择在一张表上使用多个索引，并合并每个索引返回的结果，从而生成上述输出中的 IndexMerge 执行计划。operator info 中的 type: intersection 表示该 IndexMerge_9 操作符是交集型索引合线。其他部分的执行计划与前述的并集型索引合线示例类似。