面试题：MySQL中B+树索引升级后对查询性能有哪些具体影响？

Question

在MySQL中，当对B+树索引进行升级操作后，从查询语句的响应时间、资源消耗等方面，阐述其对查询性能产生的具体影响，并举例说明。

Answer 1

查询语句响应时间影响

1. 可能缩短：B+树索引升级后，索引结构可能更加优化，例如节点分裂或合并策略改进，使得索引的层级减少，在查找数据时，磁盘I/O次数降低，从而减少查询的响应时间。比如，在一个有千万级记录的用户表中，以用户ID作为B+树索引列，升级前查询某个特定用户ID可能需要经过3 - 4层索引节点查找，升级后可能只需要2 - 3层，响应时间显著缩短。
2. 可能延长：如果升级过程中索引结构调整不当，例如索引页填充因子不合理变化，导致页面内数据分布不佳，可能会增加单个页面的I/O读取量，或者由于索引更新导致部分缓存失效，需要重新从磁盘读取数据，使得查询响应时间变长。例如，原本合适的填充因子为80%，升级后错误设置为50%，导致单个页面能容纳的数据量大幅减少，查询时需要读取更多页面。

资源消耗影响

1. 内存消耗：升级后如果索引结构优化，可能减少索引在内存中的占用空间，例如通过更紧凑的节点存储格式。反之，如果升级引入了新的元数据或者索引结构变得更复杂，可能会增加内存消耗。例如，新的索引升级方案增加了额外的索引维护信息存储在内存中。
2. 磁盘I/O消耗：优化的B+树索引升级可能降低磁盘I/O，如上述提到的减少索引层级。但如果升级导致索引碎片化，或者索引页管理混乱，可能会增加磁盘I/O。例如，索引升级后频繁的插入删除操作导致索引页碎片化严重，查询时需要读取更多不连续的磁盘块。

举例说明

假设有一个电商订单表 orders，包含字段 order_id（主键，B+树索引）、customer_id、order_date 等。

-- 查询某个订单
SELECT * FROM orders WHERE order_id = 12345;

升级前，由于B+树索引结构不够优化，查询此订单可能需要多次磁盘I/O，响应时间为50ms。升级后，通过优化索引节点布局和层级结构，查询相同订单只需要较少的磁盘I/O，响应时间缩短到20ms。同时，内存中索引占用空间从100MB减少到80MB，磁盘I/O次数从每次查询平均5次降低到3次。