MySQL 5.7新特性之Generated Column（函数索引）与 Oracle 的函数索引

mysql不提供函数索引的创建，mysql5.7版本之后提供Generated Column类似的功能，如: alter table RP_RONGHE_PROXY_OPR_MER_DETAIL add column substr_through_date varchar(8) generated always as (SUBSTR(THROUGH_DATE,0,8)) VIRTUAL; 在该字段上创建联合索引: alter table RP_RONGHE_PROXY_OPR_MER_DETAIL add key IDX$RONGHE$DATE$status(substr_through_date,mcht_status);

MySQL 5.7引入了Generated Column，这篇文章简单地介绍了Generated Column的使用方法和注意事项，为读者了解MySQL 5.7提供一个快速的、完整的教程。这篇文章围绕以下几个问题展开： 

Generated Column是什么 
Virtual Column与Stored Column的区别 
如果我对Generated Column做一些破坏行为会怎么样 
Generated Column上创建索引 
Generated Column上创建索引与Oracle的函数索引的区别 

Generated Column是什么 

Generated Column是MySQL 5.7引入的新特性，所谓Cenerated Column，就是数据库中这一列由其他列计算而得，我们以官方参考手册中的例子予以说明。 

例如，知道直角三角形的两条直角边，要求斜边的长度。很明显，斜边的长度可以通过两条直角边计算而得，那么，这时候就可以在数据库中只存放直角边，斜边使用Generated Column，如下所示： 

CREATE TABLE triangle ( 
sidea DOUBLE, 
sideb DOUBLE, 
sidec DOUBLE AS (SQRT(sidea * sidea + sideb * sideb))); 

INSERT INTO triangle (sidea, sideb) VALUES(1,1),(3,4),(6,8); 

查询结果： 

mysql> SELECT * FROM triangle; 
+-------+-------+--------------------+ 
| sidea | sideb | sidec | 
+-------+-------+--------------------+ 
| 1 | 1 | 1.4142135623730951 | 
| 3 | 4 | 5 | 
| 6 | 8 | 10 | 
+-------+-------+--------------------+ 

这个例子就足以说明Generated Columns是什么，以及怎么使用用了。 

Virtual Generated Column与Stored Generated Column的区别 

在MySQL 5.7中，支持两种Generated Column，即Virtual Generated Column和Stored Generated Column，前者只将Generated Column保存在数据字典中（表的元数据），并不会将这一列数据持久化到磁盘上；后者会将Generated Column持久化到磁盘上，而不是每次读取的时候计算所得。很明显，后者存放了可以通过已有数据计算而得的数据，需要更多的磁盘空间，与Virtual Column相比并没有优势，因此，MySQL 5.7中，不指定Generated Column的类型，默认是Virtual Column。此外： 
Stored Generated Column性能较差，见这里 
如果需要Stored Generated Golumn的话，可能在Generated Column上建立索引更加合适，见本文第4部分的介绍 

综上，一般情况下，都使用Virtual Generated Column，这也是MySQL默认的方式，如果使用Stored Generated Column，前面的建表语句将会是下面这样，即多了一个stored关键字： 

Create Table: CREATE TABLE `triangle` ( 
 `sidea` double DEFAULT NULL, 
 `sideb` double DEFAULT NULL, 
 `sidec` double GENERATED ALWAYS AS (SQRT(sidea * sidea + sideb * sideb)) STORED) 
 

如果对generated column做一些破坏行为会怎么样? 

我们已经知道了generated column是什么，并且知道了如何使用generated column，为了避免误用，我们先来进行一些实验，以免在具体使用时出现一些未知的情况。 

将generated column定义为 "除以0" 

如果我们将generated column定义为 "x列 / 0"，MySQL并不会直接报错，而是在插入数据时报错，并提示"ERROR 1365 (22012): Division by 0" 
 
mysql> create table t( x int, y int, z int generated always as( x / 0)); 
Query OK, 0 rows affected (0.22 sec) 
 
mysql> insert into t(x,y) values(1,1); 
ERROR 1365 (22012): Division by 0 

插入恶意数据 
如果我们将generated column定义为 "x列/y列"，在插入数据，如果y列为0的话，同样提示错误，如下所示： 

mysql> create table t( x int, y int, z int generated always as( x / y)); 
Query OK, 0 rows affected (0.20 sec) 

mysql> insert into t(x,y) values(1,0); 
ERROR 1365 (22012): Division by 0 
 

删除源列 
 
如果我们将generated column定义为 "x列/y列"，并尝试删除x列或y列，将提示"ERROR 3108 (HY000): Column 'x' has a generated column dependency." 

mysql> create table t( x int, y int, z int generated always as( x / y)); 
Query OK, 0 rows affected (0.24 sec) 

mysql> alter table t drop column x; 
ERROR 3108 (HY000): Column 'x' has a generated column dependency. 
 

定义显然不合法的Generated Column 
 
如果我们将generated column定义为 "x列+y列"，很明显，x列或y列都是数值型，如果我们将x列或y列定义(或修改)为字符型（当然，实际使用时应该不会有人傻到这样去做），则预期会报错，然而并没有，如下所示，我们可以正常创建。 

 mysql> create table t( x int, y varchar(100), z int generated always as( x + y)); 
 Query OK, 0 rows affected (0.13 sec) 

并且插入如下这样的数据也不会出错： 

mysql> insert into t(x,y) values(1,'0'); 
Query OK, 1 row affected (0.01 sec) 

mysql> select * from t; 
+------+------+------+ 
| x | y | z | 
+------+------+------+ 
| 1 | 0 | 1 | 
+------+------+------+ 
1 row in set (0.00 sec) 

但是对于MySQL无法处理的情况，则会报错： 

mysql> insert into t(x,y) values(1,'x'); 
ERROR 1292 (22007): Truncated incorrect DOUBLE value: 'x' 

Generated Column上创建索引 

同样，我们可以在generated column上建立索引，建立索引以后，能够加快查找速度，如下所示： 

mysql> create table t(x int primary key, y int, z int generated always as (x / y), unique key idz(z)); 
Query OK, 0 rows affected (0.11 sec) 

mysql> show create table t\G 
*************************** 1. row *************************** 
Table: t 
Create Table: CREATE TABLE `t` (
  `x` int(11) NOT NULL,
  `y` int(11) DEFAULT NULL,
  `z` int(11) GENERATED ALWAYS AS (x / y) VIRTUAL,
  PRIMARY KEY (`x`),
  UNIQUE KEY `idz` (`z`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1 
1 row in set (0.01 sec) 

 
并且，我们可以创建普通索引和唯一索引，如果是唯一索引，在违反了唯一性约束时，进行报错： 

mysql> insert into t(x,y) values(1,1); 
Query OK, 1 row affected (0.02 sec) 

mysql> insert into t(x,y) values(2,2); 
ERROR 1062 (23000): Duplicate entry '1' for key 'idz' 

 
所以，在使用MySQL5.7时，还需要对Generated Column有所了解，才能够解决一些以前没有遇到过的问题。 
 
索引的限制 
虽然一般情况下都应该使用Virtal Generated Column，但是，目前使用Virtual Generated Column还有很多限制，包括： 

 
聚集索引不能包含virtual generated column 

mysql> create table t1(a int, b int , c int GENERATED ALWAYS AS (a / b), primary key(c)); 
ERROR 3106 (HY000): 'Defining a virtual generated column as primary key' is not supported for generated columns. 

mysql> create table t1(a int, b int , c int GENERATED ALWAYS AS (a / b) STORED, primary key(c)); 
Query OK, 0 rows affected (0.11 sec) 

不能在Virtual Generated Column上创建全文索引和空间索引，这个在之后的MySQL版本中有望解决（Inside君咋记得Stored Column上市可以的呢？）。 

Virtual Generated Column不能作为外键 

创建generated column(包括virtual generated column 和stored generated column)时不能使用非确定性的（不可重复的）函数 

mysql> ALTER TABLE `t1` ADD p3 DATE GENERATED ALWAYS AS (curtime()) virtual; 
ERROR 3102 (HY000): Expression of generated column 'p3' contains a disallowed function. 

mysql> ALTER TABLE `t1` ADD p3 DATE GENERATED ALWAYS AS (curtime()) stored; 
ERROR 3102 (HY000): Expression of generated column 'p3' contains a disallowed function. 

 

Generated Column上创建索引与Oracle的函数索引的区别 
介绍完MySQL在Generated Column上的索引，熟悉Oracle的同学这时候可能会想起Oracle的函数索引，在MySQL的Generated Column列上建立索引与Oracle的函数索引比较类似，又有所区别： 

例如有一张表，如下所示： 

mysql> CREATE TABLE t1 (first_name VARCHAR(10), last_name VARCHAR(10)); 
Query OK, 0 rows affected (0.11 sec) 

假设这时候需要建一个full_name的索引，在Oracle中，我们可以直接在创建索引的时候使用函数，如下所示： 

alter table t1 add index full_name_idx(CONCAT(first_name,' ',last_name)); 

但是，上面这条语句在MySQL中就会报错。在MySQL中，我们可以先新建一个Generated Column，然后再在这个Generated Column上建索引，如下所示： 

mysql> alter table t1 add column full_name VARCHAR(255) GENERATED ALWAYS AS (CONCAT(first_name,' ',last_name)); 

mysql> alter table t1 add index full_name_idx(full_name); 

乍一看，MySQL需要在表上增加一列，才能够实现类似Oracle的函数索引，似乎代价会高很多。但是，我们在第2部分说过，对于Virtual Generated Column，MySQL只是将这一列的元信息保存在数据字典中，并不会将这一列数据持久化到磁盘上，因此，在MySQL的Virtual Generated Column上建立索引和Oracle的函数索引类似，并不需要更多的代价，只是使用方式有点不一样而已。