in用不用索引,啥時候能用啥時候不能用,一文說清

in/or到底能不能用索引應該是肯定的,但有時生效有時不生效,這個能不能量化計算?這是本文想討論和解答的問題。


in到底用不用索引感覺像一樁懸疑片!古早時期的面經,統一說不走索引,在一些程序員腦海中從此留下不可磨滅的印記。
有些從業時間較長的程序員腦子裏的第一反應就是不走索引,上個月我就曾經被同事這樣質疑過。

但是那是mysql5.5以前的老黃曆了,現在都到8.0+了,5.5(甚至更早)以後可以肯定的是它會走索引。
但必然走索引嗎?不一定。

我搜索引擎上搜索關鍵詞 in/or索引,出來一大片文章,一般都會說,in/or能走索引,但後面跟的條件個數多了就不走索引了。
但問題就來了,這個多了到底是多少纔算多?
對於一個動態查詢的SQL,我咋知道到底走不走索引?
如何量化計算呢?

這時候就語焉不詳或者直接跳過。

大名鼎鼎的《阿里巴巴JAVA開發手冊》倒是一刀切。
最好不超過1000。

人家這規範只是推薦,也不是強制,是吧,不能吐槽。

而且超過1000就算用上了range級別的查詢,那可能也快不到哪裏去啊,對於要求快速響應的互聯網需求來說這推薦好像沒毛病。


但這不是重點,今天的重點在於,我一定要搞清楚,在保證explain 的type爲range而不是ALL全表掃描的前提下,到底select * from table where id in (1,2,3.....x)這個x能到多少。

問題

首先建一張測試表,來一步復現一下,走與不走索引的情況。


mysql

版本:5.7.19
引擎:innodb


創建一個測試表

CREATE TABLE `t_person` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` varchar(10) COLLATE utf8_bin DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_bin;

使用SQL

EXPLAIN SELECT id, NAME FROM t_person WHERE id IN (1)

查看執行計劃

此時表裏無數據,顯示的是no matching row in const table.


少量數據


插入一條數據insert t_person (id,name) values(1,'張三')

使用SQL

EXPLAIN SELECT id, NAME FROM t_person WHERE id IN (1)

查看執行計劃

使用了索引,還是效率最高的const(system生產環境不可能的吧),此時id in(1)相當於 id = 1


在in裏增加點條件。

sql變成EXPLAIN SELECT id, NAME FROM t_person WHERE id IN (1, 2)

查看執行計劃

使用了索引,但級別下降到了range,即範圍索引。


繼續在in裏增加條件。

sql變成EXPLAIN SELECT id, NAME FROM t_person WHERE id IN (1, 2,3)

查看執行計劃

索引級別變成了ALL,即全表掃描,其實是索引失效了。


再往表裏插入兩條數據。此時總共3條數據。

insert t_person (id,name) values(2,'李四')
insert t_person (id,name) values(3,'王五')

再使用sqlEXPLAIN SELECT id, NAME FROM t_person WHERE id IN (1, 2,3)

查看執行計劃

可以看到,隨時表數據的增加,同樣的sql執行計劃從ALL變回了range,索引又生效了。

同樣地,再增加一個in條件,EXPLAIN SELECT id, NAME FROM t_person WHERE id IN (1,2,3,4)的執行計劃又變回了ALL,這裏就不放圖了。



多點數據


以上只是小打小鬧撒撒水啦,總共幾條數據,in的條件都快超過表數據了,執行計算都不用預估就知道全表掃描還好一點啦。

我再往表裏插入100萬條數據。

我先按照阿里的開發規範推薦的1000這個值作爲臨界值,先使用900個條件

再使用1100個條件

上圖表明,這兩種情況都使用到了range範圍索引呢。

再加大劑量,直接上10萬。

步子邁大了,咔,這下終於全表掃描了。

但是還是沒找到臨界值。

官網上尋找答案

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/server-system-variables.html

我在這裏尋找到了一個參數,描述的倒像是相似的問題。

這個方法說的是當使用in或or查詢時,比如where in(1,2,3),執行引擎會先預估表中的數量,表中的數量將決定使用的查詢方式,比如,如果表中只有3條數據,那麼很明顯,這時候直接全表掃描。

而這個預估的方法有2種,一是dive到index中即利用索引完成元組數的估算,簡稱index dive; 二是使用索引的統計數值,進行估算.

相比這2種方式,在效果上:

  • index dive: 速度慢,但能得到精確的值(MySQL的實現是數索引對應的索引項個數,所以精確)

  • index statistics: 速度快,但得到的值未必精確.

eq_range_index_dive_limit這個參數確實跟今天的主題相關係數不大。很明顯,這個值在mysql 5.7是200, 一開始的in後面的條件個數就是900,依然是走了range索引的。


stackoverflow


於是我找到了stackoverflow,在上面把msyql in count 這些關鍵詞搜了一下,沒有找到相關的問題。

然後我把問題詳細描述了一下,提了一個新的問題,沒想到啊,半個小時不到,人家就直接給我點踩,並給出了相似的已解答問題。


尷尬了。
我超喜歡stackoverflow,這裏的人個個都是人才。


相似的問題在這裏。

https://stackoverflow.com/questions/72361880/mysql-in-operator-on-large-number-of-values

這位仁兄也在in的使用中也有很多問號,in的條件卡在14000左右,超過就失去了range索引。


下面高贊答案提到了一個參數,range_optimizer_max_mem_size ,一看就很有搞頭啊。


轉到mysql官網,憑我的渣渣英語也能看明白,我知道,大概我找到答案了。

https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/range-optimization.html#equality-range-optimization

要控制範圍優化器可用的內存,使用range_optimizer_max_mem_size系統變量:

  • 值爲0表示“沒有限制”。

  • 當值大於0時,優化器將跟蹤在考慮範圍訪問方法時所消耗的內存。如果即將超過指定的限制,則放棄範圍訪問方法,轉而考慮其他方法,包括全表掃描。這可能不太理想。如果發生這種情況,會出現以下警告(其中N是當前的range_optimizer_max_mem_size值)。



現在事情就很簡單了。

range_optimizer_max_mem_size默認是8M,使用同樣的SQL,in後面同樣的條件爲固定的19900個,
range_optimizer_max_mem_size=8M,range_optimizer_max_mem_size=8情況下分別執行一下看效果。

range_optimizer_max_mem_size=8M時,走range索引。

range_optimizer_max_mem_size=8時,走ALL全表掃描。


破案了!

明明官網上就有答案,我卻三過家門而不入。


結論


in兩種情況會走全表掃描。

  • in後面條件導致sql大小超過range_optimizer_max_mem_size。
  • in後面條件個數接近或者等於表數量,執行引擎認爲此時全表掃描更加合適。

推而廣之,or也是一樣的道理。
歸根結底都是範圍查詢。


當然,總體來說,in後面條件越少越好,假設一張表有1000萬條數據,in後面的條件有10000個,這時候就算走了range索引,估計效率也好不到哪裏。


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