MYSQL存储引擎InnoDB（二十三）：排序索引构建

Posted 2023-03-09

参考技术A InnoDB在创建或重建索引时执行批量加载，而不是一次插入一个索引记录。这种索引创建方法也称为排序索引构建。空间索引不支持排序索引构建。

索引构建分为三个阶段。在第一阶段， 扫描聚集索引，生成索引条目并添加到排序缓冲区。当排序缓冲区变满时，条目将被排序并写入临时中间文件。此过程也称为 “运行”。在第二阶段，将一个或多个运行写入临时中间文件，对文件中的所有条目执行合并排序。在第三个也是最后一个阶段，排序后的条目被插入到 B-tree中。

在引入排序索引构建之前，使用插入 API 将索引条目一次插入 B 树中的一条记录。此方法涉及打开 B 树 游标以查找插入位置，然后使用 乐观插入将条目插入 B 树页面。如果由于页面已满而导致插入失败， 则将执行悲观插入，这涉及打开 B-tree 游标并根据需要拆分和合并 B-tree 节点以找到条目空间。这种“自上而下”的弊端建立索引的方法是搜索插入位置的成本以及 B 树节点的不断拆分和合并。

排序索引构建使用“自下而上”建立索引的方法。使用这种方法，对最右侧叶页的引用保存在 B 树的所有级别。分配必要 B 树深度的最右侧叶页，并根据其排序顺序插入条目。一旦叶页已满，就会将节点指针附加到父页，并为下一次插入分配一个兄弟叶页。这个过程一直持续到所有条目都被插入，这可能导致插入到根级别。分配同级页时，释放对先前固定叶页的引用，新分配的叶页成为最右边的叶页和新的默认插入位置。

要为将来的索引增长留出空间，您可以使用innodb_fill_factor变量来保留一定百分比的 B 树页面空间。例如，设置 innodb_fill_factor为 80 会在排序索引构建期间保留 B 树页面中 20% 的空间。此设置适用于 B 树的叶子页面和非叶子页面。它不适用于用于 TEXT或 BLOB条目的外部页面。保留的空间量可能与配置不完全相同，因为innodb_fill_factor值被解释为提示而不是硬限制。

全文索引支持排序索引构建 。以前，SQL 用于将条目插入全文索引。

对于压缩表，以前的索引创建方法将条目附加到压缩页和未压缩页。当修改日志（表示压缩页面上的可用空间）变满时，将重新压缩压缩页面。如果由于空间不足而导致压缩失败，则页面将被拆分。使用排序索引构建，条目仅附加到未压缩的页面。当一个未压缩的页面变满时，它就会被压缩。自适应填充用于确保在大多数情况下压缩成功，但如果压缩失败，则会拆分页面并再次尝试压缩。这个过程一直持续到压缩成功。

在排序索引构建期间禁用重做日志记录。相反，有一个 检查点来确保索引构建可以承受意外退出或失败。检查点强制将所有脏页写入磁盘。在排序索引构建期间，页面清理线程会定期收到信号以刷新 脏页，以确保可以快速处理检查点操作。通常，当干净页面的数量低于设置的阈值时，页面清理线程会刷新脏页面。对于排序索引构建，脏页会被及时刷新以减少检查点开销并行化 I/O 和 CPU 活动。

排序索引构建可能会导致 优化器统计信息与以前的索引创建方法生成的统计信息不同。统计数据差异是由于用于填充索引的算法不同造成的。