【MySQL·8.0·源码】MySQL 表的扫描方式

前言

在进一步介绍 MySQL 优化器时，先来了解一下 MySQL 单表都有哪些扫描方式。
单表扫描方法是基表的读取基础，也是完成表连接的基础，熟悉了基表的基本扫描方式，
即可以倒推理解 MySQL 优化器层的诸多考量。

基表，即数据库中的原始表，与之对应的是视图、物化临时表或其他形式的派生表(中间生成的)
基表是直接存储实际数据的，在查询语法树中，一般叶子节点所对应的表为基表，
MySQL 语法树大致结构可以参考【MySQL·8.0·源码】MySQL 语法树结构

MySQL 支持不同的存储引擎，以 InnoDB 举例，InnoDB 存储引擎采用的是
一种 Index-organized(clustered index)的方式来组织数据。
InnoDB 数据存储的一些关键特点：

• InnoDB 内部数据分割成固定大小的数据页(16KB)
• 每个数据页中存储有序的数据行，且按照主键(即聚簇索引)顺序存储，主键本身也是一颗 B+ 树
• 非主键索引即二级索引叶子节点存储主键值，而非实际数据行，想通过二级索引定位到实际行要通过主键跳转

对物理结构感兴趣的可以去看 innodb_ruby 工程
和 innodb_diagrams

AccessMethods

对基表的读取方式，数据库中有专门的术语，称为 access method
想要读取一张表的记录，无非两种方式：

• 直接从表存储的页上进行扫描，即直接做表扫描
• 通过索引检索记录数据

直接表扫描比较简单，因为记录行已经是按某种顺序存储在数据页上的，直接扫描 data page
索引扫描，根据索引不同（clustered key、second index key），可以衍生出多种扫描方式

TABLE_SCAN

在 TABLE_SCAN 中，所有非空的数据页都会被扫描一次，无论被扫描的数据页是否包含所期望的记录，
但仅只会被扫描一次，然后可以对扫描的记录进行谓词比较，即可返回正确所期望的结果

INDEX_SCAN

不同类型索引的不同处理

• clustered index
  由于 clustered index 的特性：
  即 tuple 是按着 clustered index 的顺序插入到 data page 中的，所以 clustered index 的键值顺序和 data page 中的 tuple
  的物理顺序是一致的，所以扫描 clustered index 也意味着扫描了一次 table data page。

• second index
  普通的二级索引不一样，由于二级索引上的键值顺序是以二级索引列为准，而非 tuple 实际的物理顺序，所以
  如果 data 同一个 page 上两个 tuple 在二级索引列上不是紧挨着的顺序，则在扫描二级索引时，该 data page 可能
  会被多次扫描到。

同 TABLE_SCAN 要完整的扫描一次所有的非空 data page 不同，INDEX_SCAN 一般无需扫描整个表，可以
通过指定索引的起始键值和终止键值，仅扫描索引值范围内的记录即可。

MySQL 的 Access Method

TABLE_SCAN

MySQL 的 TABLE_SCAN 没有特别的不同，唯一特殊的是对常量表的特别处理

• SYSTEM
  当 MySQL 发现基表只有一行行记录时，MySQL 会专门将其访问类型标记为 system，并且会直接记录值
  并且物化处理，以显著简化 join 顺序选择
  
• ALL
  MySQL 将完整的 table scan 标记为 ALL，当为 ALL 时，会对所有非空的 data page 进行完整扫描一次