面试题：MySQL索引合并优化对查询性能的影响及如何评估

Question

当使用MySQL索引合并优化技术时，它对查询性能会产生多方面的影响。请从查询响应时间、资源消耗等角度分析这些影响，并说明如何通过具体的工具或者指标来评估索引合并优化后的查询性能是否得到提升。

Answer 1

查询响应时间影响

1. 缩短响应时间：
   • 索引合并优化技术可以在多个索引中快速定位数据，避免全表扫描。例如，在一个包含WHERE子句中有多个条件，每个条件对应不同索引的查询中，索引合并可以并行利用这些索引，更快地筛选出符合条件的数据，从而显著缩短查询响应时间。
   • 当表数据量较大时，这种优化效果更为明显。比如一张百万级数据量的用户表，查询符合特定年龄范围且性别为男的用户，若年龄和性别分别有索引，索引合并可大幅减少查找数据的时间。
2. 增加响应时间（特殊情况）：
   • 如果索引合并的成本过高，例如多个索引的扫描和合并操作过于复杂，会导致查询优化器花费大量时间在索引合并的规划和执行上，反而可能增加查询响应时间。这通常发生在索引设计不合理，或者参与合并的索引本身数据分布不均匀，导致索引扫描成本过高的情况下。

资源消耗影响

1. 减少磁盘 I/O：
   • 通过索引合并，数据定位更精准，减少了对磁盘数据块的不必要读取。因为索引通常存储在内存中（或能更高效地从磁盘读取到内存），利用索引合并可以快速获取所需数据的位置，减少对表数据全量读取，从而降低磁盘 I/O 资源消耗。
2. 增加 CPU 负载：
   • 索引合并需要查询优化器进行复杂的计算和判断，以确定如何最佳地合并多个索引来满足查询条件。这种额外的计算工作会增加 CPU 的负载。尤其是在索引数量较多，合并规则复杂的情况下，CPU 资源的消耗会更为显著。

评估索引合并优化后查询性能提升的方法

1. 使用 EXPLAIN 工具：
   • 在 MySQL 中，EXPLAIN关键字可以用于分析查询语句的执行计划。执行EXPLAIN后，查看输出结果中的key字段，如果显示多个索引名，说明使用了索引合并优化。
   • 关注rows字段，它表示根据执行计划预估需要扫描的行数。索引合并优化后，rows值应明显减少，表明查询效率提高。例如，优化前预估扫描 10000 行，优化后减少到 100 行，说明优化效果显著。
2. 性能分析指标：
   • 查询响应时间：直接使用time命令（在支持的操作系统环境下）或数据库客户端工具提供的查询执行时间统计功能，对比优化前后的查询响应时间。响应时间明显缩短，说明性能得到提升。
   • 吞吐量：可以通过在一段时间内执行相同查询多次，统计完成的查询次数。优化后，在相同时间内完成的查询次数应有所增加，表明系统吞吐量提高，即性能提升。
   • 资源利用率：利用操作系统的监控工具（如 Linux 下的top、iostat等），监控 CPU 使用率、磁盘 I/O 等指标。优化后，在相同负载下，CPU 使用率应相对稳定或降低，磁盘 I/O 次数和数据量应减少。