面试题：MySQL优化器选择索引的策略在不同存储引擎下有何差异？如何利用索引提示进行针对性优化？

Question

InnoDB和MyISAM是MySQL常见的存储引擎，阐述优化器选择索引的策略在这两种存储引擎下的差异。同时，说明在不同存储引擎场景下，如何合理使用索引提示（如FORCE INDEX、USE INDEX等）来优化查询性能，给出具体的示例及优化思路。

Answer 1

优化器选择索引策略在InnoDB和MyISAM下的差异

1. InnoDB
   • 聚簇索引特性：InnoDB的主键索引是聚簇索引，数据行存储在主键索引的叶子节点上。所以对于基于主键的查询，性能非常高。优化器在选择索引时，更倾向于使用主键索引，因为直接通过主键索引就能定位到数据行，减少了I/O操作。例如，查询 SELECT * FROM users WHERE id = 1;（假设id是主键），优化器大概率会选择主键索引。
   • 辅助索引回表：当使用辅助索引查询时，InnoDB需要通过辅助索引找到主键值，然后再通过主键索引找到完整的数据行，这个过程称为回表。优化器会综合评估回表的成本和其他索引的使用成本。如果辅助索引覆盖了查询所需的所有列（覆盖索引），优化器会优先选择辅助索引，避免回表操作。例如，查询 SELECT name FROM users WHERE age = 25;（假设age是辅助索引，name也在age索引覆盖范围内），优化器可能选择age辅助索引。
2. MyISAM
   • 非聚簇索引：MyISAM的索引和数据是分开存储的，索引叶子节点存储的是数据行的物理地址。对于索引查询，先通过索引找到数据的物理地址，再读取数据。优化器选择索引时，主要考虑索引的选择性（选择性 = 唯一值数量 / 总行数），选择性越高的索引，被优化器选择的可能性越大。例如，对于一个有大量重复值的列建立的索引，优化器可能不会选择它，因为通过该索引定位数据的效率较低。
   • 全表扫描与索引选择：MyISAM在某些情况下，即使有索引，如果优化器认为全表扫描的成本低于使用索引的成本（比如表非常小，或者索引选择性差），也会选择全表扫描。例如，一个只有几十行数据的表，即使有索引，优化器可能也会选择全表扫描。

不同存储引擎场景下索引提示的使用及优化思路

1. InnoDB
   • FORCE INDEX：当你明确知道某个索引能极大提升查询性能，但优化器选择了其他索引或者全表扫描时，可以使用FORCE INDEX强制优化器使用指定索引。例如：

-- 假设users表有索引 idx_age
SELECT * FROM users FORCE INDEX (idx_age) WHERE age = 30;

优化思路：在这种情况下，如果你通过分析发现idx_age索引能快速定位到符合age = 30条件的数据行，而优化器由于某些原因（如统计信息不准确等）没有选择它，使用FORCE INDEX可以强制优化器走该索引，提升查询性能。

• USE INDEX：USE INDEX提示优化器优先考虑使用指定的索引，但不强制。例如：

-- 假设users表有索引 idx_name 和 idx_age
SELECT * FROM users USE INDEX (idx_name) WHERE name = 'John';

优化思路：当你希望优化器优先考虑某个索引，但又不确定强制使用是否一定是最优选择时，可以使用USE INDEX。优化器会根据查询条件和索引的统计信息，在考虑USE INDEX指定的索引的同时，也会评估其他索引的使用成本，做出相对更优的选择。 2. MyISAM

• FORCE INDEX：同样，在MyISAM存储引擎中，FORCE INDEX可以强制优化器使用指定索引。例如：

-- 假设products表有索引 idx_price
SELECT * FROM products FORCE INDEX (idx_price) WHERE price > 100;

优化思路：由于MyISAM优化器选择索引主要基于选择性，可能会因为统计信息或者其他因素没有选择最优索引。通过FORCE INDEX强制使用idx_price索引，能确保查询按照我们预期的索引进行，特别是在我们对索引选择性和查询性能有深入了解的情况下。

• USE INDEX：与InnoDB类似，USE INDEX提示优化器优先考虑使用指定索引。例如：

-- 假设orders表有索引 idx_order_date 和 idx_customer_id
SELECT * FROM orders USE INDEX (idx_order_date) WHERE order_date > '2023 - 01 - 01';

优化思路：在MyISAM中，使用USE INDEX可以引导优化器优先考虑特定索引。优化器仍然会综合评估索引使用成本，但会更倾向于USE INDEX指定的索引，在不确定强制索引是否最优时，这种方式能让优化器有一定的自主选择空间，同时又能引导其使用我们希望的索引。