MySQL中ICP的特性是什么

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MySQL 中 ICP 的特性是什么,相信很多没有经验的人对此束手无策,为此本文总结了问题出现的原因和解决方法,通过这篇文章希望你能解决这个问题。

一、ICP 简述

ICP:全称为 Index Condition Pushdown,是 MySQL 5.6 引入的一项优化策略。简单的来说就是将本该在 MySQL 进行过滤的条件下推到 Innodb 引擎层去做。但是这种策略和我们平时说的使用到了索引实际上是不同的,我们平时说的用到了索引一般指的是使用到了索引进行定位和访问,但是这里却是一种过滤操作。严格意义上来讲和 MySQL 层的过滤区别并不大,但是由于这里过滤发生在 Innodb 层,并且还没有进行回表和加行锁操作(for update),因此优点有如下几点:

减少了回表操作

减少了回表后主键加锁(for update),但是对于查询索引而言加锁没有变化。

减少了返回给 MySQL 层数据的数据

如果在执行计划中出现了 Using index condition 则说明进行了下推操作,如果想禁用 ICP 特性则简单设置一下即可,如下:

set optimizer_switch= index_condition_pushdown=off

下推过滤的操作是需要下推的条件和进行 Innodb 层定位的条件同时包含在同一个组合索引才能完成,举个列子比如索引包含(a,b,c)三列,如果是(where a=* and c like‘%%’),那么下推才能完成。

当然还有很多其它的限制这里不列出来了,可以自己参考一下官方手册:

8.2.1.5 Index Condition Pushdown Optimization

二、WHERE 条件解析

为了方便讨论,我们使用下面的列子:

mysql  show create table bgicp \G
*************************** 1. row ***************************
 Table: bgicp
Create Table: CREATE TABLE `bgicp` ( `id` int(11) NOT NULL,
 `a1` int(11) DEFAULT NULL,
 `a2` varchar(20) DEFAULT NULL,
 `a3` varchar(20) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`),
 KEY `a1` (`a1`,`a2`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
mysql  select * from bgicp;
+----+------+------+------+
| id | a1 | a2 | a3 |
+----+------+------+------+
| 1 | 1 | g1 | g1 |
| 2 | 2 | g2 | g2 |
| 3 | 2 | g3 | g3 |
| 4 | 4 | g4 | g4 |
| 5 | 5 | g5 | g5 |
| 6 | 6 | g6 | g6 |
| 7 | 6 | g7 | g7 |
| 8 | 6 | g7 | g8 |
| 9 | 9 | g9 | g9 |
| 10 | 10 | g10 | g10 |
+----+------+------+------+
mysql  desc select * from bgicp where a1=6 and a2 like  %7 
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+-------+------+----------+-----------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+-------+------+----------+-----------------------+
| 1 | SIMPLE | bgicp | NULL | ref | a1 | a1 | 5 | const | 3 | 11.11 | Using index condition |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+-------+------+----------+-----------------------+

这里的 where 条件会存储在 st_select_lex.m_where_cond 中。下图就是这种关系:

以下部分为证明,可以不用关注:

这里实际上我们可以通过 gdb 进行一下验证,断点可以放到 st_select_lex::prepare 上,如下:

and 符号:

(gdb) p ((Item_cond *)m_where_cond)- functype()
$43 = Item_func::COND_AND_FUNC
(gdb) p ((Item_cond_and *)m_where_cond)- list- elements
$64 = 2 (这是 AND 中的元素个数,这里是 2,如上图)

= 符号:

(gdb) p ((Item_cond_and *)m_where_cond)- list- first- info
$47 = (void *) 0x7ffe7c007690
(gdb) p ((Item_cond*)((void *) 0x7ffe7c007690))- functype()
$48 = Item_func::EQ_FUNC

a = 6 条件:

(gdb) p ((Item_func_eq*)((void *) 0x7ffe7c007690))- args[1]
$49 = (Item *) 0x7ffe7c006888
(gdb) p ((Item_int *)$49)- value
$50 = 6 (这是值 6)(gdb) p ((Item_func_eq*)((void *) 0x7ffe7c007690))- args[0]
$59 = (Item *) 0x7ffe7c007570
(gdb) p ((Item_field *)$59)- field_name
$60 = 0x7ffe7c0067c0  a1(这是字段 a1)

like 符号:

(gdb) p ((Item_cond_and *)m_where_cond)- list- first- next- info
$51 = (void *) 0x7ffe7c006b60
(gdb) p ((Item_cond*)((void *) 0x7ffe7c006b60))- functype()
$52 = Item_func::LIKE_FUNC

a2 like‘%7’条件:

(gdb) p ((Item_func_like *)((void *) 0x7ffe7c006b60 ))- args[1]
$54 = (Item *) 0x7ffe7c006aa8
(gdb) p ((Item_string *)$54)- str_value
$55 = {m_ptr = 0x7ffe7c006aa0  %7 , m_length = 2, m_charset = 0x2e3bcc0, m_alloced_length = 0, m_is_alloced = false} (这是值  %7)(gdb) p ((Item_func_like *)((void *) 0x7ffe7c006b60 ))- args[0]
$57 = (Item_field *) 0x7ffe7c007830
(gdb) p ((Item_field *)$56)- field_name
$58 = 0x7ffe7c0069e0  a2  (这是字段 a2)

通过这种方法我们也可以查看下推的具体条件是什么,下面我们来看看

三、ICP 条件下推

实际上整个下推完成后如下图,也会是(a2 like‘%7’)这个条件进行了下推:

以下是下推的证明,可以不用关注:

条件下推的时候会调用 ha_innobase::idx_cond_push 函数进行下推,我们来看看上面的语句具体下推了什么条件到 Innodb 层。我们还是通过上面 debug 方式来进行,断点可以设置在 ha_innobase::idx_cond_push 上。具体的查看方式如下:

(gdb) p ((Item_cond *)pushed_idx_cond)- functype()
$67 = Item_func::LIKE_FUNC
(这是 like  操作)
(gdb) p ((Item_func_like *)((void *) $66 ))- args[1]
$68 = (Item *) 0x7ffe7c006aa8
(gdb) p ((Item_string *)$68)- str_value
$69 = {m_ptr = 0x7ffe7c006aa0  %7 , m_length = 2, m_charset = 0x2e3bcc0, m_alloced_length = 0, m_is_alloced = false}(这是字符串 %7)(gdb) p ((Item_func_like *)((void *) $66 ))- args[0]
$70 = (Item *) 0x7ffe7c007830
(gdb) p ((Item_field *)$70)- field_name
$71 = 0x7ffe7c99618f  a2(这是字段 a2)

四、ICP 条件下推的使用

如上图,一旦(a2 like‘%7’)条件下推过后,Innodb 层就可以使用它了,使用流程大概如下:

Innodb 扫描一条数据(Innodb 层):本例中就是根据条件“a1=6”获取一行数据。

对索引记录加行锁(Innodb 层):比如 for update 语句是需要加行锁的。

根据下推条件进行数据过滤(Innodb 层):本例中就是根据条件“a2 like‘%7’”进行数据的过滤。

进行回表操作,并且对回表后的主键记录加行锁(Innodb 层):比如 for update 语句是需要回表后对主键加行锁的。

返回数据给 MySQL 层,并且进行过滤(MySQL 层):这里也就是进行其他条件的 where 过滤了,如果不符合条件还会进行提前解锁这行记录(RR,RC 都可以),参考末尾栈帧 1。

上面就是 ICP 使用的过程了,我们可以发现对于这种流程来讲,我们最开始总结的优点都体现出来了,它确实有机会提高查询效率。

五、其他的下推时机

实际上下推操作并非总是如例子中所描述的那样,其实总结一下

以下是源码调用部分,可以不用关注:

这个过程会通过 row_search_mvcc- row_search_idx_cond_check- innobase_index_cond 完成,如果我们没有开启 ICP 或者没有 ICP 下推的条件那么会直接不做判断,即 row_search_idx_cond_check 函数会直接返回。

对于函数 innobase_index_cond 而言也比较简单,但是他会先做一个对 type=range 方式的结束位置的判断如下:


其他

栈帧 1:

#0 lock_rec_unlock (trx=0x7fffd7803b10, block=0x7fff44598370, rec=0x7fff44fd40fc  \200 , lock_mode=LOCK_X)
 at /mysqldata/percona-server-locks-detail-5.7.22/storage/innobase/lock/lock0lock.cc:4365
#1 0x0000000001bbb70a in row_unlock_for_mysql (prebuilt=0x7ffe70af2ec0, has_latches_on_recs=0)
 at /mysqldata/percona-server-locks-detail-5.7.22/storage/innobase/row/row0mysql.cc:3278
#2 0x0000000001a52954 in ha_innobase::unlock_row (this=0x7ffe70af20f0) at /mysqldata/percona-server-locks-detail-5.7.22/storage/innobase/handler/ha_innodb.cc:9237
#3 0x00000000014e3379 in rr_unlock_row (tab=0x7ffe70b02460) at /mysqldata/percona-server-locks-detail-5.7.22/sql/records.cc:821
#4 0x0000000001582226 in evaluate_join_record (join=0x7ffe70afe778, qep_tab=0x7ffe70b02460) at /mysqldata/percona-server-locks-detail-5.7.22/sql/sql_executor.cc:1705
#5 0x0000000001581372 in sub_select (join=0x7ffe70afe778, qep_tab=0x7ffe70b02460, end_of_records=false)

看完上述内容,你们掌握 MySQL 中 ICP 的特性是什么的方法了吗?如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容,欢迎关注丸趣 TV 行业资讯频道,感谢各位的阅读!

正文完
 
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