面试官：会SQL调优，那你知道索引合并吗?

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什么是索引合优化

在使用 explain 命令分析 SQL 执行情况的时候，type列会描述了表如何被连接，这个列的内容直接反映了SQL执行的效率。当里面的内容展示为 index_merge时表示使用了索引合并优化,在这种情况下输出行中的key列包含具体使用的索引。

MySQL的索引合并优化是一种查询优化技术，它利用多个索引来加速查询的执行。当一个查询中包含多个条件，并且这些条件分别适用于不同的索引时，MySQL可以将这些索引合并起来使用，减少了回表的次数，以加速查询的执行。

简单来说过程是这样：

1. 查询条件同时包含index1和index2。
2. 在根据index1和index2查询到主键后并没有直接分别去聚簇索引中查询，而是先对他们查到的主键做处理，合并到一起。
3. 根据处理后的主键去聚簇索引执行查询，只需一次回表就可以拿到结果。

下面我们探究一下索引合并的几种情况。

准备

我们使用如下数据做测试，并且建立了三个索引。

CREATE TABLE `test_table` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `user_id` bigint(20) NOT NULL,
  `name` varchar(255) DEFAULT '',
  `merchant_id` bigint(20) NOT NULL,
  `area` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uq_user_id` (`user_id`) USING BTREE,
  KEY `idx_merchant_id` (`merchant_id`) USING BTREE,
  KEY `idx_area` (`area`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=410 DEFAULT CHARSET=utf8mb4

在表中，我初始化了 100 多条数据用于测试。

基本用法

Index Merge通过多次 range扫描检索行并将它们的结果合并为一个。仅限合并来自单个表的索引扫描，而不是跨多个表的扫描。合并可以产生其底层扫描的并集、交集或交集并集，所以产生了三种算法。

可以使用索引合并的示例查询：

SELECT * FROM test_table WHERE merchant_id = 3 OR area = 3;

SELECT * FROM test_table WHERE (merchant_id = 3 OR area = 3) AND name = 'daniel';

SELECT * FROM t1, t2
  WHERE (t1.key1 IN (1,2) OR t1.key2 LIKE 'value%')
  AND t2.key1 = t1.some_col;

SELECT * FROM t1, t2
  WHERE t1.key1 = 1
  AND (t2.key1 = t1.some_col OR t2.key2 = t1.some_col2);

注意点：

索引合并优化算法具有以下注意事项：

• 如果您的查询有一个复杂的WHERE 子句，带有深度 AND/OR 嵌套，而 MySQL 没有选择最佳执行计划，请尝试使用以下恒等变换。

  (x AND y) OR z => (x OR z) AND (y OR z)
  (x OR y) AND z => (x AND z) OR (y AND z)
  

• Index Merge 不适用于全文索引。

三种算法

Index Merge 访问方法有几种算法，显示在输出Extra字段 中EXPLAIN：

• 交集算法Using intersect(...)
• 并集算法 Using union(...)
• 排序并集算法Using sort_union(...)

下面我们详细介绍这些算法，优化器根据各种可用选项的成本估算，在不同的索引合并算法之间进行选择。

Index Merge 的使用受制于 系统变量的index_merge、 index_merge_intersection、 index_merge_union和 index_merge_sort_unionflags的值optimizer_switch 。默认情况下，所有这些标志都是on. 要仅启用某些算法，请设置index_merge 为off，并仅启用应允许的其他算法。

1.交集算法

当查询条件是多个查询的时候，并且条件用 and 关联，这种情况会使用交集(intersect)算法，满足以下条件之一都可以。

• 这种形式的 -part表达式*N*，其中索引具有精确的 *N*部分（即，所有索引部分都被覆盖）：

  key_part1 = const1 AND key_part2 = const2 ... AND key_partN = constN

• InnoDB 引擎下使用主键范围条件查询。如果其中一个 merge 条件是对表主键的范围查询，则它不用于行检索，而是用于过滤掉使用其他条件检索的行。

explain select * from test_table where id<  100   and area=3;

索引合并交集算法对所有使用的索引执行同时扫描，并生成它从合并索引扫描中接收到的主键的交集。如果查询中使用的所有列都被使用的索引覆盖，则不会检索完整的表行（具体使用的算法输出在 Extra 字段中）。

2.并集算法

并集（union）算法适用于将表的WHERE 子句转换为不同索引列组合的多个范围条件，并且使用OR关联，且每个条件为以下之一：

• 不同普通索引列使用or关联

  key_part1 = const1 OR key_part2 = const2 ... OR key_partN = constN

• InnoDB引擎下主键使用范围查询

例子：

explain select * from test_table where merchant_id = 3 or area=3;

排序并集算法

排序并集（sort_union）算法适用于由 or 关键词组合的多个范围查询。

例子：

explain select * from test_table where merchant_id < 3 or area<3;

sort-union 算法和 union 算法之间的区别在于，sort-union 算法必须首先获取所有行的行 ID ，然后在回表之前它们进行排序。

最后，欢迎大家提问和交流。

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