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MySQL的前缀索引及Oracle的类似实现

MySQL有一个很有意思的索引类型,叫做前缀索引,它可以给某个文本字段的前面部分单独做索引,从而降低索引的大小。

其实,Oracle也有类似的实现,对于文本,它可以通过substr的函数索引,实现同样甚至更多的功能。另外,经过探索,我们发现,原来数字和时间字段,在Oracle也可以实现类似的功能。

MySQL的前缀索引

MySQL的前缀索引指的是对指定的栏位的前面几位建立的索引。

AltertableTable_Nameaddkey(column_name(prefix_len));

或者

Createindexindex_nameonTable_Name(column_name(prefix_len));

建立前缀索引后,可以直接当做普通索引进行过滤。

Select..fromtable_namewherecolumn_name=’…’;

前缀索引的***的好处是降低索引的大小。另外,由于InnoDB单列索引长度不能超过767bytes,如果是text或者blob字段,直接建立索引可能会报错,而前缀索引可以绕过这一限制。

做个测试看一下。

delimiter;;

dropFUNCTIONifexistsrandom_str;;

CREATEFUNCTIONrandom_str(nint)RETURNSvarchar(30000)

begin

declarereturn_strvarchar(30000)default"";

declareiintdefault0;

whilelength(return_str)<ndo

setreturn_str=concat(return_str,md5(rand()));

endwhile;

returnsubstring(return_str,1,n);

end;;

首先,创建一个生成超过1000长度的随机字符串的函数。

创建测试表

CREATETABLETEST_PREFIX_IND(

IDINT(10)PRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,

NORMAL_STRVARCHAR(20),

LONG_STRVARCHAR(1000),

TEXT_STRTEXT,

BLOB_STRBLOB

);

插入10000行记录:

dropprocedureifexistsinit_test_prefix_ind;;

createprocedureinit_test_prefix_ind(nint)

begin

declareiintdefault0;

whilei<ndo

insertintotest_prefix_ind(NORMAL_STR,long_str,TEXT_STR,BLOB_STR)

values(random_str(20),random_str(rand()*1000+1),random_str(rand()*1000+1),random_str(rand()*300+1));

seti=i+1;

endwhile;

end;;

callinit_test_prefix_ind(10000);;

尝试在类型为varchar(1000)的LONG_STR创建索引

altertabletest_prefix_indaddkey(LONG_STR);;

成功了,但是Sub_part显示为767,表示系统自动创建了前缀长度为767的前缀索引;

看看大小: 8992k

尝试在TEXT和BLOB的栏位上直接创建索引

mysql>altertabletest_prefix_indaddkey(text_str);

ERROR1170(42000):BLOB/TEXTcolumn'text_str'usedinkeyspecificationwithoutakeylength

mysql>altertabletest_prefix_indaddkey(blob_str);;

ERROR1170(42000):BLOB/TEXTcolumn'blob_str'usedinkeyspecificationwithoutakeylength

在TEXT和BLOB栏位上建立索引,必须指定前缀长度。

altertabletest_prefix_indaddkey(text_str(30));;

看看大小,528k(9520-8992), 远远小于LONG_STR的8992k.

altertabletest_prefix_indaddkey(blob_str(30));;

看看大小,544k(10064-9520)。

看看几个表的前缀长度和大小。前缀长度显著降低了索引的大小。

看看查询是否能正常进行:

可以使用上索引。

前缀索引长度的选择

对于一个可能挺长的栏位,怎么判断合适的前缀索引呢?

简单做法:

Selectcount(distinctsubstr(long_str,1,5))/count(*)fromtest_prefix_ind;

炫一点的写法,通过一些小技巧,可以在同一个SQL里遍历多个值,同时查看多个值的选择度。

selectR,count(distinctsubstr(long_str,1,R))/count(*)

from

(SELECT@rownum:=ceil(@rownum*1.4)ASR

FROM(SELECT@rownum:=1)r,test_prefix_indlimit1,10

)R,test_prefix_indT

groupbyR;;

对于这个表,由于数据是随机的,所以,前5位已经足够好。

我们创建一个前缀长度为5的前缀索引。

altertabletest_prefix_indaddkey(long_str(5));

看看大小,仅仅258k(10320-10064),远低于最早创建的8992k。

测试一下性能,有前缀索引时:

删除索引后,性能差距很明显:

Oracle的类似实现

从前面的做法中,我们可以发现,前缀索引本质上就是把栏位的前N位作为索引,这个看起来,很像Oracle的函数索引。类似于:

Createindexindex_nameontable_name(substr(column_name,1,<length>));

对于Oracle的函数索引,我们一个比较深的印象就是,where条件必须和函数索引里的表达式一致,才能利用上函数索引。但既然MySQL可以用前缀索引,作为老前辈的Oracle, 似乎应该也能实现才对。

我们来看看,在Oracle里面,是否能够实现同样的功能。

创建表格:

Createtabletest_substras

selectobject_id,object_name||dbms_random.string('x',dbms_random.value(1,1000)asobject_name,createdfromall_objects,

(select*fromdualconnectbylevel<100)

whererownum<10000;

创建substr的函数索引:

Createindextest_substr_inxontest_substr(substr(object_name,1,5));

看看执行计划:

神奇的事情发生了,的确走了索引,Oracle也支持前缀索引~~

我们可以看到,找谓词中,增加了一个原来语句中没有的东西:

换成绑定变量看看:

可以看到,谓词中变成了:

为什么多了这个东西?因为,从逻辑上来说:

select*fromtest_substrwhereobject_name=:a;

select*fromtest_substrwhereobject_name=:aandsubstr(object_name,1,5)=substr(:a,1,5);

是***等价的。Oracle相当于自动做了语义上的优化。

有兴趣的,可以做个10053。Oracle内部实际进行执行计划解析的,就是这样一个SQL。

SELECT*FROMTEST_SUBSTRWHEREOBJECT_NAME=:AANDSUBSTR(OBJECT_NAME,1,5)=SUBSTR(:A,1,5);

看看如果创建普通索引,空间占用是多少。

Createindextest_substr_inx2ontest_substr(object_name);

大小分别是7M和256K.

但Oracle仅止于此吗?我们在来试试看另一个SQL, 这次,我们在条件上也使用substr,但是长度不为5。

果然还是可以的。因为逻辑上来说

select*fromtest_substrwheresubstr(object_name,1,<N>)=:a;

在N>=5的时候,

select*fromtest_substrwheresubstr(object_name,1,<N>)=:aandsubstr(object_name,1,5)=substr(:a,1,5);

还是等价的。所以优化器还是可以继续加一个谓词。

当然,如果把WHERE条件中substr换成小于5的值,就不再能用得上索引。因为无法直接换为等价的、又带有substr(object_name,1,5)的语句。

Oracle时间、数字上的前缀索引

仅仅就这样吗?除了字符类型之外,数字类型和时间类型是否也支持?

我们再看看。

在刚才的表的基础上,创建时间类型上的trunc函数索引。

select*fromtest_substr

wheresubstr(object_name,1,<N>)=:aandsubstr(object_name,1,5)=substr(:a,1,5);

看看执行计划:

没问题,还是可以的。

创建数字类型上的trunc函数索引:

createindextest_trunc_numberonTEST_SUBSTR(trunc(object_id));

实际上,问题的关键在于等价与优化器的内部改写。

我们***再看另一个例子。

建另一个表,相当栏位长度最长为5。

createtabletest_scale(object_namevarchar2(5));

insertintotest_scaleselectsubstr(object_name,1,5)fromall_objects;

createindextest_scale_str_inxintest_scale(object_name);

来看看这个语句的执行效果

select*fromtest_scalewhereobject_name='DBA_TABLES';

神奇的事情再次发生,autotrace中db block gets/consistent gets都为0,这代表数据库根本就没去访问表。

原因很简单,‘DBA_TABLES’这个值长度大于5, 超出了表定义中的varchar2(5)了。object_name = ‘DBA_TABLES’就等价于恒否的条件了。这个,在10053里也找不到,但的确存在。

本文来源:1818IP

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