9.1 查询:普通索引还是唯一索引
假设你在维护一个市民系统,每个人都有一个唯一的身份证号,而且业务代码已经保证了不会写入两个重复的身份证号。如果市民系统需要按照身份证号查姓名,就会执行类似这样的SQL语句:
select name from CUser where id_card = 'id_card_1';
所以,你一定会考虑在id_card字段上建索引。由于身份证号字段比较大,我不建议你把身份证号当做主键,那么现在你有两个选择,要么给id_card字段创建唯一索引,要么创建一个普通索引。如果业务代码已经保证了不会写入重复的身份证号,那么这两个选择逻辑上都是正确的。现在我要问你的是,从性能的角度考虑,你选择唯一索引还是普通索引呢?选择的依据是什么呢?
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对于普通索引来说,查找到满足条件的第一个记录后,需要查找下一个记录,直到碰到第一个不满足id_card = 'id_card_1'条件的记录。
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对于唯一索引来说,由于索引定义了唯一性,查找到第一个满足条件的记录后,就会停止继续检索。
那么,这个不同带来的性能差距会有多少呢?答案是,微乎其微。InnoDB的数据是按数据页为单位来读写的。也就是说,当需要读一条记录的时候,并不是将这个记录本身从磁盘读出来,而是以页为单位,将其整体读入内存。在InnoDB中,每个数据页的大小默认是16KB。因为引擎是按页读写的,所以说,当找到id_card = 'id_card_1'的记录的时候,它所在的数据页就都在内存里了。那么,对于普通索引来说,要多做的那一次“查找和判断下一条记录”的操作,就只需要一次指针寻找和一次计算。
9.2 更新:普通索引还是唯一索引
为了说明普通索引和唯一索引对更新语句性能的影响这个问题,需要先了解下change buffer
。
在MySQL5.5之前,叫插入缓冲(insert buffer),只针对insert做了优化;现在对delete和update也有效,叫做写缓冲(change buffer)。
是一种应用在非唯一普通索引页(non-unique secondary index page)不在缓冲池中,对页进行了写操作,并不会立刻将磁盘页加载到缓冲池,而仅仅记录缓冲变更(buffer changes),等未来数据被读取时,再将数据合并(merge)恢复到缓冲池中的技术。写缓冲的目的是降低写操作的磁盘IO,提升数据库性能。
change buffer用的是buffer pool里的内存,因此不能无限增大。change buffer的大小,可以通过参数innodb_change_buffer_max_size
来动态设置。这个参数设置为50的时候,表示change buffer的大小最多只能占用buffer pool的50%。
分两种情况来分析,新数据(4,’idcard_4’)插入对比:
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这个记录要更新的目标页在内存中
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对于唯一索引来说,找到3和5之间的位置,判断到没有冲突,插入这个值,语句执行结束;
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对于普通索引来说,找到3和5之间的位置,插入这个值,语句执行结束。
这样看来,普通索引和唯一索引对更新语句性能影响的差别,只是一个判断,只会耗费微小的CPU时间。
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这个记录要更新的目标页不在内存中
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对于唯一索引来说,需要将数据页读入内存,判断到没有冲突,插入这个值,语句执行结束;
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对于普通索引来说,则是将更新记录在change buffer,语句执行就结束了。
将数据从磁盘读入内存涉及随机IO的访问,是数据库里面成本最高的操作之一。change buffer因为减少了随机磁盘访问,所以对更新性能的提升是会很明显的。
9.3 change buffer的使用场景
通过上面的分析,使用change buffer对更新过程的加速作用,也清楚了change buffer只限于用在普通索引的场景下,而不适用于唯一索引。那么,现在有一个问题就是:普通索引的所有场景,使用change buffer都可以起到加速作用吗?因为merge的时候是真正进行数据更新的时刻,而change buffer的主要目的就是将记录的变更动作缓存下来,所以在一个数据页做merge之前,change buffer记录的变更越多(也就是这个页面上要更新的次数越多),收益就越大。因此,对于写多读少的业务来说,页面在写完以后马上被访问到的概率比较小,此时change buffer的使用效果最好。这种业务模型常见的就是账单类、日志类的系统。反过来,假设一个业务的更新模式是写入之后马上会做查询,那么即使满足了条件,将更新先记录在change buffer,但之后由于马上要访问这个数据页,会立即触发merge过程。这样随机访问IO的次数不会减少,反而增加了change buffer的维护代价。所以,对于这种业务模式来说,change buffer反而起到了副作用。
小结
回到我们文章开头的问题,普通索引和唯一索引应该怎么选择。其实,这两类索引在查询能力上是没差别的,主要考虑的是对更新性能的影响。所以如果业务可以接受,我建议你尽量选择普通索引。
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