MySQL:Innodb Handler_read_*引數解釋

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本文為學習筆記，有誤請指出。
本文使用原始碼版本：Percona 5.7.14

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一、Handler_read_*值的實質

內部表示如下：

  {"Handler_read_first",       (char*) offsetof(STATUS_VAR, ha_read_first_count),     SHOW_LONGLONG_STATUS,    SHOW_SCOPE_ALL},
  {"Handler_read_key",         (char*) offsetof(STATUS_VAR, ha_read_key_count),       SHOW_LONGLONG_STATUS,    SHOW_SCOPE_ALL},
  {"Handler_read_last",        (char*) offsetof(STATUS_VAR, ha_read_last_count),      SHOW_LONGLONG_STATUS,    SHOW_SCOPE_ALL},
  {"Handler_read_next",        (char*) offsetof(STATUS_VAR, ha_read_next_count),      SHOW_LONGLONG_STATUS,    SHOW_SCOPE_ALL},
  {"Handler_read_prev",        (char*) offsetof(STATUS_VAR, ha_read_prev_count),      SHOW_LONGLONG_STATUS,    SHOW_SCOPE_ALL},
  {"Handler_read_rnd",         (char*) offsetof(STATUS_VAR, ha_read_rnd_count),       SHOW_LONGLONG_STATUS,    SHOW_SCOPE_ALL},
  {"Handler_read_rnd_next",    (char*) offsetof(STATUS_VAR, ha_read_rnd_next_count),  SHOW_LONGLONG_STATUS,    SHOW_SCOPE_ALL},

實際上這些變數都是MySQL層定義出來的，因為MySQL可以包含多個儲存引擎。因此這些值如何增加需要在引擎層的介面中自行實現，也就是說各個引擎都有自己的實現，在MySQL層進行彙總，因此這些值不是某個引擎特有的，打個比方如果有Innodb和MyISAM引擎，那麼這些值是兩個引擎的總和。本文將以Innodb為主要學習物件進行解釋。

二、各個值的解釋

1、Handler_read_key

• 內部表示：ha_read_key_count

• Innodb更改介面：ha_innobase::index_read

• 文件解釋：The number of requests to read a row based on a key. If this value is high, it is a good indication that your tables are properly indexed for your queries.

• 原始碼函式解釋：Positions an index cursor to the index specified in the handle. Fetches the row if any.

• 作者解釋：這個函式是訪問索引的時候定位到值所在的位置用到的函式，因為必須要知道讀取索引的開始位置才能向下訪問。

2、Handler_read_next

• 內部表示：ha_read_next_count

• Innodb更改介面：ha_innobase::index_next_same ha_innobase::index_next

• 文件解釋：The number of requests to read the next row in key order. This value is incremented if you are
  querying an index column with a range constraint or if you are doing an index scan.

• 原始碼函式解釋：
  index_next - Reads the next row from a cursor, which must have previously been positioned using index_read.
  index_next_same - Reads the next row matching to the key value given as the parameter.

• 作者解釋：訪問索引的下一條資料封裝的 ha_innobase::general_fetch 函式，index_next_same和index_next不同在於訪問的方式不一樣，比如範圍range查詢需要用到和索引全掃描也會用到index_next，而ref訪問方式會使用index_next_same

3、Handler_read_first

• 內部表示：ha_read_first_count

• Innodb更改介面：ha_innobase::index_first

• 文件解釋：The number of times the first entry in an index was read. If this value is high, it suggests that the
  server is doing a lot of full index scans; for example, SELECT col1 FROM foo, assuming that col1
  is indexed

• 原始碼函式解釋：Positions a cursor on the first record in an index and reads the corresponding row to buf.

• 作者解釋：定位索引的第一條資料，實際上也是封裝的 ha_innobase::index_read  函式(如全表掃描/全索引掃描呼叫)

4、Handler_read_rnd_next

• 內部表示：ha_read_rnd_next_count

• Innodb更改介面：ha_innobase::rnd_next

• 文件解釋：The number of requests to read the next row in the data file. This value is high if you are doing a lot of table scans. Generally this suggests that your tables are not properly indexed or that your queries
  are not written to take advantage of the indexes you have.

• 原始碼函式解釋：Reads the next row in a table scan (also used to read the FIRST row in a table scan).

• 作者解釋：全表掃描訪問下一條資料，實際上也是封裝的 ha_innobase::general_fetch ，在訪問之前會呼叫ha_innobase::index_first

5、Handler_read_rnd

• 內部表示：ha_read_rnd_count

• Innodb更改介面：ha_innobase::rnd_pos

• Memory更改介面：ha_heap::rnd_pos

• 文件解釋：The number of requests to read a row based on a fixed position. This value is high if you are doing a lot of queries that require sorting of the result. You probably have a lot of queries that require MySQL to scan entire tables or you have joins that do not use keys properly.

• 作者解釋：這個狀態值在我測試期間只發現對臨時表做排序的時候會用到，而且是Memory引擎的，具體只能按照文件理解了。

6、其他

最後2個簡單說一下

• Handler_read_prev
  Innodb介面為 ha_innobase::index_prev 訪問索引的上一條資料，實際上也是封裝的 ha_innobase::general_fetch 函式，用於ORDER BY DESC 索引掃描避免排序，內部狀態值ha_read_prev_count增加。

• Handler_read_last
  Innodb介面為ha_innobase::index_last 訪問索引的最後一條資料作為定位，實際上也是封裝的 ha_innobase::index_read 函式，用於ORDER BY DESC 索引掃描避免排序，內部狀態值ha_read_last_count增加。

三、常用查詢測試

1、測試用例

mysql> show create table z1;
+-------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Table | Create Table                                                                                                                              |
+-------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| z1    | CREATE TABLE `z1` (  `a` int(11) DEFAULT NULL,  `name` varchar(20) DEFAULT NULL,
  KEY `a` (`a`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1 |
+-------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+1 row in set (0.00 sec)
mysql> show create table z10;
+-------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Table | Create Table                                                                                                                                   |
+-------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| z10   | CREATE TABLE `z10` (  `a` int(11) DEFAULT NULL,  `name` varchar(20) DEFAULT NULL,
  KEY `a_idx` (`a`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1 |
+-------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+1 row in set (0.00 sec)
mysql> select count(*) from z1;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|    56415 |
+----------+1 row in set (5.27 sec)
mysql> select count(*) from z10;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|       10 |
+----------+1 row in set (0.00 sec)

2、全表掃描

mysql> desc select * from z1;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-------+| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows  | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | z1    | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL | 56650 |   100.00 | NULL  |+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-------+1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> pager cat >>/dev/null
PAGER set to 'cat >>/dev/null'mysql> flush status;
Query OK, 0 rows affected (0.10 sec)
mysql> select * from z1;56415 rows in set (4.05 sec)
mysql> pager;
Default pager wasn't set, using stdout.
mysql> show status like 'Handler_read%';
+-----------------------+-------+
| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| Handler_read_first    | 1     |
| Handler_read_key      | 1     |
| Handler_read_last     | 0     |
| Handler_read_next     | 0     |
| Handler_read_prev     | 0     |
| Handler_read_rnd      | 0     |
| Handler_read_rnd_next | 56416 |
+-----------------------+-------+
7 rows in set (0.01 sec)

Handler_read_first增加1次用於初次定位，Handler_read_key增加1次，Handler_read_rnd_next增加掃描行數。我們前面說過因為ha_innobase::index_first也是封裝的 ha_innobase::index_read 因此都需要+1。

3、全索引掃描

mysql> desc select a from z1;
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-------------+| id | select_type | table | partitions | type  | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows  | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | z1    | NULL       | index | NULL          | a    | 5       | NULL | 56650 |   100.00 | Using index |+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-------------+1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> flush status;
Query OK, 0 rows affected (0.12 sec)
mysql> pager cat >>/dev/null
PAGER set to 'cat >>/dev/null'mysql> select a from z1;56415 rows in set (4.57 sec)
mysql> pager
Default pager wasn't set, using stdout.
mysql> show status like 'Handler_read%';
+-----------------------+-------+
| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| Handler_read_first    | 1     |
| Handler_read_key      | 1     |
| Handler_read_last     | 0     |
| Handler_read_next     | 56415 |
| Handler_read_prev     | 0     |
| Handler_read_rnd      | 0     |
| Handler_read_rnd_next | 0     |
+-----------------------+-------+
7 rows in set (0.01 sec)

Handler_read_first增加1次用於初次定位，Handler_read_key增加1次，Handler_read_next增加掃描行數用於連續訪問接下來的行。我們前面說過因為ha_innobase::index_first也是封裝的 ha_innobase::index_read 因此都需要+1。

4、索引ref訪問

我這裡因為是測試索引全是等於10的加上了force index

mysql>  desc select  * from z1 force index(a) where a=10;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+-------+-------+----------+-------+| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref   | rows  | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+-------+-------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | z1    | NULL       | ref  | a             | a    | 5       | const | 28325 |   100.00 | NULL  |+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+-------+-------+----------+-------+1 row in set, 1 warning (0.01 sec)
mysql> flush status;
Query OK, 0 rows affected (0.13 sec)
mysql> pager cat >>/dev/null
PAGER set to 'cat >>/dev/null'mysql> select  * from z1 force index(a) where a=10;56414 rows in set (32.39 sec)
mysql> pager
Default pager wasn't set, using stdout.
mysql> show status like 'Handler_read%';
+-----------------------+-------+
| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| Handler_read_first    | 0     |
| Handler_read_key      | 1     |
| Handler_read_last     | 0     |
| Handler_read_next     | 56414 |
| Handler_read_prev     | 0     |
| Handler_read_rnd      | 0     |
| Handler_read_rnd_next | 0     |
+-----------------------+-------+
7 rows in set (0.06 sec)

Handler_read_key增加1次這是用於初次定位，Handler_read_next增加掃描行數次數用於接下來的資料訪問。

5、索引range訪問

mysql> desc select  * from z1 force index(a) where a>9 and a<12;
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-----------------------+| id | select_type | table | partitions | type  | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows  | filtered | Extra                 |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-----------------------+
|  1 | SIMPLE      | z1    | NULL       | range | a             | a    | 5       | NULL | 28325 |   100.00 | Using index condition |+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-----------------------+1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql>  pager cat >>/dev/null
PAGER set to 'cat >>/dev/null'mysql> select  * from z1 force index(a) where a>9 and a<12;56414 rows in set (47.54 sec)
mysql> show status like 'Handler_read%';7 rows in set (0.03 sec)
mysql>  pager
Default pager wasn't set, using stdout.
mysql> show status like 'Handler_read%';
+-----------------------+-------+
| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| Handler_read_first    | 0     |
| Handler_read_key      | 1     |
| Handler_read_last     | 0     |
| Handler_read_next     | 56414 |
| Handler_read_prev     | 0     |
| Handler_read_rnd      | 0     |
| Handler_read_rnd_next | 0     |
+-----------------------+-------+
7 rows in set (0.02 sec)

Handler_read_key增加1次這是用於初次定位，Handler_read_next增加掃描行數次數用於接下來的資料訪問。

6、被驅動錶帶索引訪問

mysql> desc select * from z1 STRAIGHT_JOIN z10 force index(a_idx) on z1.a=z10.a;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+-------+---------+-----------+-------+----------+-------------+| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key   | key_len | ref       | rows  | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+-------+---------+-----------+-------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | z1    | NULL       | ALL  | a             | NULL  | NULL    | NULL      | 56650 |   100.00 | Using where ||  1 | SIMPLE      | z10   | NULL       | ref  | a_idx         | a_idx | 5       | test.z1.a |    10 |   100.00 | NULL        |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+-------+---------+-----------+-------+----------+-------------+
2 rows in set, 1 warning (0.01 sec)
mysql> flush status;
Query OK, 0 rows affected (0.47 sec)
mysql> pager cat >> /dev/null
PAGER set to 'cat >> /dev/null'
mysql>  select * from z1 STRAIGHT_JOIN z10 force index(a_idx) on z1.a=z10.a;
112828 rows in set (1 min 21.21 sec)
mysql> pager
Default pager wasn't set, using stdout.
mysql>  show status like 'Handler_read%';
+-----------------------+--------+
| Variable_name         | Value  |+-----------------------+--------+| Handler_read_first    | 1      |
| Handler_read_key      | 56416  || Handler_read_last     | 0      |
| Handler_read_next     | 112828 || Handler_read_prev     | 0      |
| Handler_read_rnd      | 0      || Handler_read_rnd_next | 56416  |
+-----------------------+--------+
7 rows in set (0.00 sec)

Handler_read_first 增加一次作為驅動表z1全表掃描定位的開始，接下來Handler_read_rnd_next掃描全部記錄，每次掃描一次在z10表通過索引a_idx定位一次Handler_read_key增加1次，然後接下來進行索引a_idx進行資料查詢Handler_read_next增加為掃描的行數。

6、索引避免排序正向和反向

mysql>  flush status;
Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)
mysql> pager cat >> /dev/null
PAGER set to 'cat >> /dev/null'mysql> select * from z1 force index(a) order by a;56415 rows in set (27.39 sec)
mysql> pager
Default pager wasn't set, using stdout.
mysql> show status like 'Handler_read%';
+-----------------------+-------+
| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| Handler_read_first    | 1     |
| Handler_read_key      | 1     |
| Handler_read_last     | 0     |
| Handler_read_next     | 56415 |
| Handler_read_prev     | 0     |
| Handler_read_rnd      | 0     |
| Handler_read_rnd_next | 0     |
+-----------------------+-------+
7 rows in set (0.01 sec)
mysql> flush status;
Query OK, 0 rows affected (0.10 sec)
mysql> desc  select * from z1 force index(a) order by a desc;
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-------+
| id | select_type | table | partitions | type  | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows  | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | z1    | NULL       | index | NULL          | a    | 5       | NULL | 56650 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------+---------+------+-------+----------+-------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql> pager cat >> /dev/null
PAGER set to 'cat >> /dev/null'
mysql>  select * from z1 force index(a) order by a desc;
56415 rows in set (24.94 sec)
mysql> pager
Default pager wasn't set, using stdout.
mysql>  show status like 'Handler_read%';
+-----------------------+-------+| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| Handler_read_first    | 0     || Handler_read_key      | 1     |
| Handler_read_last     | 1     || Handler_read_next     | 0     |
| Handler_read_prev     | 56415 || Handler_read_rnd      | 0     |
| Handler_read_rnd_next | 0     |+-----------------------+-------+7 rows in set (0.01 sec)

不用過多解釋，可以看到Handler_read_last 和Handler_read_prev的用途。

四、總結

• Handler_read_rnd_next 通常代表著全表掃描。

• Handler_read_first 通常代表著全表或者全索引掃描。

• Handler_read_next 通常代表著合理的使用了索引或者全索引掃描。

• Handler_read_key 不管全表全索引或者正確使用的索引實際上都會增加，只是一次索引定位而已。

• Innodb中全表掃描也是主鍵的全索引掃描。

• 順序訪問的一條記錄實際上都是呼叫 ha_innobase::general_fetch 函式，另外一個功能innodb_thread_concurrency引數的功能就在裡面實現，下次在說。

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