问题描述
create table t1(id int auto_increment primary key, a int, b int, c int, v varchar(1000), key iabc(a,b,c), key ic(c)) engine = innodb;
insert into t1 select null,null,null,null,null;
insert into t1 select null,null,null,null,null from t1;
insert into t1 select null,null,null,null,null from t1;
insert into t1 select null,null,null,null,null from t1;
insert into t1 select null,null,null,null,null from t1;
insert into t1 select null,null,null,null,null from t1;
update t1 set a=id/2, b=id/4, c=6-id/8, v=repeat('a',1000);
explain select id from t1 where a<3 and b in (1, 13) and c>=3 order by c desc limit 2;
+----+-------------+-------+-------+---------------+------+---------+------+------+------------------------------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+---------------+------+---------+------+------+------------------------------------------+
| 1 | SIMPLE | t1 | index | iabc,ic | iabc | 15 | NULL | 32 | Using where; Using index; Using filesort |
+----+-------------+-------+-------+---------------+------+---------+------+------+------------------------------------------+
explain select id from t1 force index (iabc) where a<3 and b in (1, 13) and c>=3 order by c desc limit 2;
+----+-------------+-------+-------+---------------+------+---------+------+------+------------------------------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+---------------+------+---------+------+------+------------------------------------------+
| 1 | SIMPLE | t1 | range | iabc | iabc | 5 | NULL | 3 | Using where; Using index; Using filesort |
+----+-------------+-------+-------+---------------+------+---------+------+------+------------------------------------------+
从SELECT语句中可以看出，同样的语句，使用同样的INDEX，但使用了FORCE INDEX之后选择的执行计划不一样。当然如果数据量大的话，实际的执行性能也会差别很大。使用RANGE scan显然要优于INDEX scan的全扫描。
另外此bug引发的另一个问题是，由于使用了LIMIT语句，导致选择的INDEX不是最优的INDEX。
问题分析：
使用如下命令打开Optimizer trace
SET OPTIMIZER_TRACE_MAX_MEM_SIZE=268435456(i.e. 256M);
SET optimizer_trace="enabled=on";
执行上面的查询语句，可以看到optimizer trace的输出结果如下，请注意里面重点部位的注释（以’//’开头部分)：
"considered_execution_plans": [\
{\
"plan_prefix": [\
],\
"table": "`t1`",\
"best_access_path": {\
"considered_access_paths": [\
{\
"access_type": "range",\
// 这里我们可以看到，优化器通过代价选择的最佳访问方式是RANGE scan
"rows": 3,\
"cost": 2.2146,\
"chosen": true\
}\
]\
},\
"cost_for_plan": 2.2146,\
"rows_for_plan": 3,\
"chosen": true\
}\
]\
但是接下来我们可以看到：
"refine_plan": [\
{\
"table": "`t1`",\
"access_type": "index_scan"\ //这里强制使用了INDEX scan
}\
]\
这里显示的是optimizer在执行优化器的第四个阶段，PLAN REFINEMENT的时候，最后选择了INDEX scan。所以我们可以大致确定错误发生的地方。另外有问题的query带有LIMIT，因此基本可以确定问题发生在了make_join_select函数中。
make_join_select函数中有下面一段逻辑：
if (!tab->const_keys.is_clear_all() && // 有依赖于常量的索引条件表达式
i == join->const_tables && // 是第一个非常量表
(join->unit->select_limit_cnt <
tab->position->records_read) &&
// 有Limit条件且需要返回的行数比估计扫描的行数少
!(join->select_options & OPTION_FOUND_ROWS)) // 没有SQL_CALC_FOUND_ROWS
recheck_reason= LOW_LIMIT; // 这里MySQL开始对Limit语句进行优化
...
// 检查是否有RANGE scan可以使用
if ((recheck_reason != DONT_RECHECK) &&
sel->test_quick_select(thd, usable_keys,
used_tables & ~tab->table->map,
(join->select_options &
OPTION_FOUND_ROWS ?
HA_POS_ERROR :
join->unit->select_limit_cnt),
false, // don't force quick range
interesting_order) < 0)
{
这里usable_keys是描述可以用来对ORDER BY列进行索引排序的可能的所有索引的MAP。上面的函数会查找这些可用的索引是否可以进行更高效RANGE
扫描。但是通过问题query的条件表达式，这里没有找到对应的RANGE扫描，所以最后的执行计划输出只是使用了一个COVERING index.
问题解决
解决方式是需要将原来已经选好的RANGE scan与用来进行排序的索引扫描代价进行比较，比较哪种扫描方式对于增加ORDER BY操作后的代价更低，进而选择一个代价最优的扫描方式。下面是一个相关的patch。
if (!tab->const_keys.is_clear_all() && // 有依赖于常量的索引条件表达式
i == join->const_tables && // 是第一个非常量表
(join->unit->select_limit_cnt <
tab->position->records_read) && // 有Limit条件且需要返回的行数比估计的扫描的行数少
!(join->select_options & OPTION_FOUND_ROWS)) // 没有SQL_CALC_FOUND_ROWS
recheck_reason= LOW_LIMIT; //这里MySQL会去对Limit语句进行优化
...
+ if (recheck_reason != DONT_RECHECK)
{
- recheck_reason= DONT_RECHECK;
+ int best_key= -1;
+ ha_rows select_limit= join->unit->select_limit_cnt;
+
+ // 对所有可用的INDEX计算排序代价，选择一个代价最优的INDEX
// 注意：这里的usable_keys包含所有可用索引，而不只是原来版本中只包含可以用来排序的索引
+ test_if_cheaper_ordering(tab, join->order, tab->table,
+ usable_keys, -1, select_limit,
+ &best_key, &read_direction,
+ &select_limit);
// 如果没有找到任何可用的INDEX，那就默认使用原来的扫描方式
+ if (best_key < 0)
+ recheck_reason= DONT_RECHECK; // No usable keys
+ else
+ {
+ // 找到一个最优的INDEX，我们只需要设置可用的INDEX，接下来查看一下是否有RANGE scan即可
+ usable_keys.clear_all();
+ usable_keys.set_bit(best_key);
+ interesting_order= (read_direction == -1 ? ORDER::ORDER_DESC :
+ ORDER::ORDER_ASC);
+ }
}
}
if ((recheck_reason != DONT_RECHECK) &&
sel->test_quick_select(thd, usable_keys,
used_tables & ~tab->table->map,
(join->select_options &
OPTION_FOUND_ROWS ?
HA_POS_ERROR :
join->unit->select_limit_cnt),
false, // don't force quick range
interesting_order) < 0)
{
...
可以看到最终效果是：
EXPLAIN SELECT id FROM t1 WHERE a<3 AND b IN (1, 13) AND c>=3 ORDER BY c DESC LIMIT 2;
id select_type table type possible_keys key key_len ref rows Extra
1 SIMPLE t1 range iabc,ic iabc 5 NULL 4 Using index condition; Using filesort
