数据库内核月报

前言

MySQL 8.0 引入了 Invisible Indexes 这一个特性，对于 DBA 同学来说是一大福音，索引生命周期管理除了有和无外，又多了一种形态–可见和不可见，进而对业务SQL的调优又多了一种手段。

关于 Invisible Indexes，不管是官方还是第三方，都有非常多的介绍文档，这里推荐大家可以先看下：

简单来说，Invisible Indexes 的特点是：对优化器来说是不可见的，但是引擎内部还是会维护这个索引，并且不可见属性的修改操只改了元数据，所以可以非常快。当我们发现某个索引不需要，想要去掉的话，可以先把索引设置为不可见，观察下业务的反应，如果一切正常，就可以 drop 掉；如果业务有受影响，那么说明这个索引删掉会有问题，就可以快速改回来。所以相对于 DROP/ADD 索引这种比较重的操作，Invisible Indexes 就会显得非常灵活方便。

Invisible Indexes 是 server 层的特性，和引擎无关，因此所有引擎（InnoDB, TokuDB, MyISAM, etc.）都可以使用。

MySQL 官方只在 8.0 版本中支持了这一特性，考虑到 8.0 的普及还比较遥远，为了让大家能早日用上这么好的功能，我们将 Invisible Indexes 这一特性 backport 到 AliSQL 分支，目前开源分支已经支持，大家可以下载使用。

用法介绍

虽然官方文档里有详细的使用介绍，本文为了完整性，也简单介绍下使用方法。

CREATE TABLE：我们可以在建表时指定索引的不可见属性，默认是可见的。

 CREATE TABLE `t1` (
   `id` int(11) DEFAULT NULL,
   `tid` int(11) DEFAULT NULL,
   KEY `idx_tid` (`tid`) INVISIBLE
 ) ENGINE=InnoDB;

ADD INDEX: 我们可以在后续加索引时，指定加的索引是否可见

 CREATE TABLE `t1` (
   `id` int(11) DEFAULT NULL,
   `tid` int(11) DEFAULT NULL
   ) ENGINE=InnoDB;
 CREATE INDEX idx_tid ON t1(tid) INVISIBLE;
 ALTER TABLE t1 ADD INDEX idx_tid(tid) INVISIBLE;

ALTER INDEX: 我们可以在后续使用时，更改已有索引的可见性

 CREATE TABLE `t1` (
   `id` int(11) DEFAULT NULL,
   `tid` int(11) DEFAULT NULL,
   KEY `idx_tid` (`tid`) INVISIBLE
 ) ENGINE=InnoDB;
 ALTER TABLE t1 ALTER INDEX idx_tid VISIBLE;

展示信息增加：INFORMATION_SCHEMA.STATISTICS 内存表和 SHOW INDEX 结果里，分别多了一个 Visible/IS_VISIBLE 字段，表示索引是否可见：

 mysql> SHOW INDEX FROM t1\G
 *************************** 1. row ***************************
 Table: t1
 Non_unique: 1
 Key_name: idx_tid
 Seq_in_index: 1
 Column_name: tid
 Collation: A
 Cardinality: 0
 Sub_part: NULL
 Packed: NULL
 Null: YES
 Index_type: BTREE
 Comment:
 Index_comment:
 Visible: NO

 mysql> SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.STATISTICS where table_name='t1' AND index_name='idx_tid'\G
 *************************** 1. row ***************************
 TABLE_CATALOG: def
 TABLE_SCHEMA: test
 TABLE_NAME: t1
 NON_UNIQUE: 1
 INDEX_SCHEMA: test
 INDEX_NAME: idx_tid
 SEQ_IN_INDEX: 1
 COLUMN_NAME: tid
 COLLATION: A
 CARDINALITY: 0
 SUB_PART: NULL
 PACKED: NULL
 NULLABLE: YES
 INDEX_TYPE: BTREE
 COMMENT:
 INDEX_COMMENT:
 IS_VISIBLE: NO
 1 row in set (0.00 sec)

下面我们用一例子来看下:

CREATE TABLE `t1` (
  `id` int(11) DEFAULT NULL,
  `tid` int(11) DEFAULT NULL,
  KEY `idx_tid` (`tid`) /*!50616 INVISIBLE */
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1;
INSERT INTO t1 VALUES(1, 2), (3, 4), (5, 6), (7, 8), (9, 10);

可以看到下面的 EXPLAIN 结果，用的是全表扫描：

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE tid=4;
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | t1    | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    5 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

如果用 FORCE INDEX 强制指定的话，会报索引不存在的错（这个官方早期版本是不会报错的，最新新版本已经fix）：

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM t1 FORCE INDEX(idx_tid) WHERE tid=4;
ERROR 1176 (42000): Key 'idx_tid' doesn't exist in table 't1'

索引改为可见之后，优化器就可以用了：

mysql> ALTER TABLE t1 ALTER INDEX idx_tid VISIBLE;
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE tid=4;
+----+-------------+-------+------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
|  1 | SIMPLE      | t1    | ref  | idx_tid       | idx_tid | 5       | const |    1 | NULL  |
+----+-------------+-------+------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

虽然索引对优化器不可见，但是 MySQL 内部还是会维护索引的，包括约束条件，可以看下面这个例子：

CREATE TABLE `t2` (
`id` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
`tid` int(11) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
UNIQUE KEY `idx_tid` (`tid`) INVISIBLE
) ENGINE=InnoDB;

mysql> INSERT INTO t2 VALUES (1, 2), (3, 4);
Query OK, 2 rows affected (0.00 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> INSERT INTO t2 VALUES (5, 2);
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '2' for key 'idx_tid'

可以看到虽然 idx_tid 索引不可见，但是 UNIQUE 约束还是被遵守的。

使用注意和实现区别

使用注意：

PK 不能设置为不可见，这里的 PK 包括显示的PK，或者因为PK不存在，被提升为 PK 的 UK；
虽然设置索引的不可见属性不需要重建表，但是改变了表定义（frm），需要重新打开表，因此会请求 MDL 排它锁，如果有大事务或者长SQL，会被 block，这点使用时需要注意；
INFORMATION_SCHEMA.STATISTICS 内存表和 SHOW INDEX 结果里多一个字段，如果有用到的话，需要做好兼容。

另外 AliSQL 支持索引使用统计(INFORMATION_SCHEMA.INDEX_STATISTICS)，和 Invisible Indexes 配合使用效果更佳，比如我们可以根据索引使用找出使用频率低的索引，然后快速设置为不可见，如果业务没有影响的话，就可以进一步 DROP 掉索引。

实现上区别： 官方的 INVISIBLE INDEX 是实现在 8.0 里的，而在 8.0 其中一个重大改变，就是引入了 Data Dictionary，把原来在 Server 层放的元文件（.frm, .par, etc.）里的信息，全放在 InnoDB 里了。AliSQL 是 5.6 版本的，因此在元信息还是存储在 frm 文件里。这里有一个问题是，其中索引标志位占2个字节，目前16个 bit 已经全部被定义，如果扩展标志位的话，会造成不兼容，因为这里用了一个原先不会存在 frm 里flag HA_SORT_ALLOWS_SAME 来存储在 frm 表示索引不可见，这是为了保证兼容性，实现上比较 trick 的地方。

数据库内核月报－ 2017 / 07

AliSQL · 特性介绍 · 支持 Invisible Indexes

前言

用法介绍

使用注意和实现区别