_Releted: 09.普通索引和唯一索引,应该怎么选择?.pdf _
如何选择,普通索引 vs 唯一性索引
查询过程
假设,执行查询的语句是 select id from T where k=5。其中,默认 k 是满足唯一性索引的。
- 对于普通索引来说,查找到满足条件的第一个记录(5,500)后,需要查找下一个记录,直到碰到第一个不满足 k=5 条件的记录。
- 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。原因是:
- 将 k=5 对应的 id 都读取出来时,会去检查下一个数据是不是 k=5。由于 k 默认满足唯一性索引,所以普通索引情况下,只会检查 2 个数据。
- InnoDB 的数据是按数据页为单位来读写的,因此会将整个页加载到内存中。一页能存放近千个 key,所以一般来说 2 个数据不需要重复读取页。所以和唯一性索引差别不大。
什么条件下可以使用 change-buffer 呢?
对于唯一索引来说,所有的更新操作都要先判断这个操作是否违反唯一性约束。比如,要插入(4,400)这个记录,就要先判断现在表中是否已经存在 k=4 的记录,而这必须要将数据页读入内存才能判断。如果都已经读入到内存了,那直接更新内存会更快,就没必要使用 change buffer 了。因此,唯一索引的更新就不能使用 change buffer,实际上也只有普通索引可以使用。
第一种情况是,这个记录要更新的目标页在内存中。这时,InnoDB 的处理流程如下:
- 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;
- 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。
但,这不是我们关注的重点。
第二种情况是,这个记录要更新的目标页不在内存中。这时,InnoDB 的处理流程如下:
- 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;
- 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。
之前我就碰到过一件事儿,有个 DBA 的同学跟我反馈说,他负责的某个业务的库内存命中率突然从 99% 降低到了 75%,整个系统处于阻塞状态,更新语句全部堵住。而探究其原因后,我发现这个业务有大量插入数据的操作,而他在前一天把其中的某个普通索引改成了唯一索引。
评论区大家对“是否使用唯一索引”有比较多的讨论,主要是纠结在“业务可能无法确保”的情况。这里,我再说明一下:
- 首先,业务正确性优先。咱们这篇文章的前提是“业务代码已经保证不会写入重复数据”的情况下,讨论性能问题。如果业务不能保证,或者业务就是要求数据库来做约束,那么没得选,必须创建唯一索引。这种情况下,本篇文章的意义在于,如果碰上了大量插入数据慢、内存命中率低的时候,可以给你多提供一个排查思路。
- 然后,在一些“归档库”的场景,你是可以考虑使用唯一索引的。比如,线上数据只需要保留半年,然后历史数据保存在归档库。这时候,归档数据已经是确保没有唯一键冲突了。要提高归档效率,可以考虑把表里面的唯一索引改成普通索引。