這個 MySQL bug 99% 的人會踩坑!
這周收到一個 sentry 報警，如下 SQL 查詢超時了。
- select * from order_info where uid = 5837661 order by id asc limit 1
執(zhí)行 show create table order_info 發(fā)現(xiàn)這個表其實是有加索引的
- CREATE TABLE `order_info` (
- `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
- `uid` int(11) unsigned,
- `order_status` tinyint(3) DEFAULT NULL,
- ... 省略其它字段和索引
- PRIMARY KEY (`id`),
- KEY `idx_uid_stat` (`uid`,`order_status`),
- ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
理論上執(zhí)行上述 SQL 會命中 idx_uid_stat 這個索引，但實際執(zhí)行 explain 查看
- explain select * from order_info where uid = 5837661 order by id asc limit 1
可以看到它的 possible_keys（此 SQL 可能涉及到的索引） 是 idx_uid_stat，但實際上（key）用的卻是全表掃描
我們知道 MySQL 是基于成本來選擇是基于全表掃描還是選擇某個索引來執(zhí)行最終的執(zhí)行計劃的，所以看起來是全表掃描的成本小于基于 idx_uid_stat 索引執(zhí)行的成本，不過我的第一感覺很奇怪，這條 SQL 雖然是回表，但它的 limit 是 1，也就是說只選擇了滿足 uid = 5837661 中的其中一條語句，就算回表也只回一條記錄，這種成本幾乎可以忽略不計，優(yōu)化器怎么會選擇全表掃描呢。
為了查看 MySQL 優(yōu)化器為啥選擇了全表掃描，我打開了 optimizer_trace 來一探究竟
畫外音：在MySQL 5.6 及之后的版本中，我們可以使用 optimizer trace 功能查看優(yōu)化器生成執(zhí)行計劃的整個過程
使用 optimizer_trace 的具體過程如下
- SET optimizer_trace="enabled=on"; // 打開 optimizer_trace
- SELECT * FROM order_info where uid = 5837661 order by id asc limit 1
- SELECT * FROM information_schema.OPTIMIZER_TRACE; // 查看執(zhí)行計劃表
- SET optimizer_trace="enabled=off"; // 關閉 optimizer_trace
MySQL 優(yōu)化器首先會計算出全表掃描的成本，然后選出該 SQL 可能涉及到的所有索引并且計算索引的成本，然后選出所有成本最小的那個來執(zhí)行，來看下 optimizer trace 給出的關鍵信息
- {
- "rows_estimation": [
- {
- "table": "`rebate_order_info`",
- "range_analysis": {
- "table_scan": {
- "rows": 21155996,
- "cost": 4.45e6 // 全表掃描成本
- }
- },
- ...
- "analyzing_range_alternatives": {
- "range_scan_alternatives": [
- {
- "index": "idx_uid_stat",
- "ranges": [
- "5837661 <= uid <= 5837661"
- ],
- "index_dives_for_eq_ranges": true,
- "rowid_ordered": false,
- "using_mrr": false,
- "index_only": false,
- "rows": 255918,
- "cost": 307103, // 使用idx_uid_stat索引的成本
- "chosen": true
- }
- ],
- "chosen_range_access_summary": { // 經(jīng)過上面的各個成本比較后選擇的最終結果
- "range_access_plan": {
- "type": "range_scan",
- "index": "idx_uid_stat", // 可以看到最終選擇了idx_uid_stat這個索引來執(zhí)行
- "rows": 255918,
- "ranges": [
- "58376617 <= uid <= 58376617"
- ]
- },
- "rows_for_plan": 255918,
- "cost_for_plan": 307103,
- "chosen": true
- }
- }
- ...
可以看到全表掃描的成本是 4.45e6，而選擇索引 idx_uid_stat 的成本是 307103，遠小于全表掃描的成本，而且從最終的選擇結果（chosen_range_access_summary）來看，確實也是選擇了 idx_uid_stat 這個索引，但為啥從 explain 看到的選擇是執(zhí)行 PRIMARY 也就是全表掃描呢，難道這個執(zhí)行計劃有誤？
仔細再看了一下這個執(zhí)行計劃，果然發(fā)現(xiàn)了貓膩，執(zhí)行計劃中有一個 reconsidering_access_paths_for_index_ordering 選擇引起了我的注意
- {
- "reconsidering_access_paths_for_index_ordering": {
- "clause": "ORDER BY",
- "index_order_summary": {
- "table": "`rebate_order_info`",
- "index_provides_order": true,
- "order_direction": "asc",
- "index": "PRIMARY", // 可以看到選擇了主鍵索引
- "plan_changed": true,
- "access_type": "index_scan"
- }
- }
- }
這個選擇表示由于排序的原因再進行了一次索引選擇優(yōu)化，由于我們的 SQL 使用了 id 排序（order by id asc limit 1）,優(yōu)化器最終選擇了 PRIMARY 也就是全表掃描來執(zhí)行，也就是說這個選擇會無視之前的基于索引成本的選擇，為什么會有這樣的一個選項呢，主要原因如下：
- The short explanation is that the optimizer thinks — or should I say hopes — that scanning the whole table (which is already sorted by the id field) will find the limited rows quick enough, and that this will avoid a sort operation. So by trying to avoid a sort, the optimizer ends-up losing time scanning the table.
從這段解釋可以看出主要原因是由于我們使用了 order by id asc 這種基于 id 的排序寫法，優(yōu)化器認為排序是個昂貴的操作，所以為了避免排序，并且它 認為 limit n 的 n 如果很小的話即使使用全表掃描也能很快執(zhí)行完，所以它選擇了全表掃描，也就避免了 id 的排序（全表掃描其實就是基于 id 主鍵的聚簇索引的掃描，本身就是基于 id 排好序的）
如果這個選擇是對的那也罷了，然而實際上這個優(yōu)化卻是有 bug 的！實際選擇 idx_uid_stat 執(zhí)行會快得多（只要 28 ms）！網(wǎng)上有不少人反饋這個問題，而且出現(xiàn)這個問題基本只與 SQL 中出現(xiàn) order by id asc limit n 這種寫法有關，如果 n 比較小很大概率會走全表掃描，如果 n 比較大則會選擇正確的索引。
這個 bug 最早追溯到 2014 年，不少人都呼吁官方及時修正這個bug，可能是實現(xiàn)比較困難，直到 MySQL 5.7，8.0 都還沒解決，所以在官方修復前我們要盡量避免這種寫法，如果一定要用這種寫法，怎么辦呢，主要有兩種方案
使用 force index 來強制使用指定的索引，如下：
- select * from order_info force index(idx_uid_stat) where uid = 5837661 order by id asc limit 1
這種寫法雖然可以，但不夠優(yōu)雅，如果這個索引被廢棄了咋辦？于是有了第二種比較優(yōu)雅的方案
使用 order by (id+0) 方案，如下
- select * from order_info where uid = 5837661 order by (id+0) asc limit 1
這種方案也可以讓優(yōu)化器選擇正確的索引，更推薦！為什么這個 trick 可以呢，因為此 SQL 雖然是按 id 排序的，但在 id 上作了加法這樣耗時的操作(雖然只是加個無用的 0，但足以騙過優(yōu)化器)，優(yōu)化器認為此時基于全表掃描會更耗性能，于是會選擇基于成本大小的方式來選擇索引
巨人的肩膀
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