这篇博客只涉及两个知识点：通过索引快速定位数据的规则，以及 OceanBase 中 index skip scan 能力。

已经了解这两个知识点的同学们不需要阅读本篇博客。

问题背景

我们在《OceanBase DBA 入门教程》中曾经介绍过：“索引的其中一个作用是快速定位数据，可以将索引列上的过滤条件转化成索引扫描的开始位置和结束位置。在实际扫描的时候，只需要从开始位置一直扫描到结束位置，两个位置之间的数据就是满足索引列上的过滤条件的数据。扫描的开始位置到结束位置称为 query range。这里需要记住的一个重要规则就是：索引可以从开头匹配多个等值谓词，直到匹配到第一个范围谓词为止。”

不理解上面这个规则的读者，可以参见《OceanBase DBA 入门教程》中 “常见的 SQL 调优方式” 小节中的 “ 索引的几个作用 ” 部分。这里简单举一个例子，创建一张表，建一个索引 idx，在 c1、c2 列上。

CREATE TABLE t1 (
    c1 INT,
    c2 INT,
    c3 INT);
CREATE INDEX idx ON t1 (c1, c2);

场景一：过滤条件中的等值谓词是 c1，符合索引前缀，可以利用索引 idx。

EXPLAIN BASIC SELECT * FROM t1 WHERE c1 = 1;
+----------------------------------------------------------------------------------------+
| Query Plan                                                                             |
+----------------------------------------------------------------------------------------+
| =============================                                                          |
| |ID|OPERATOR        |NAME   |                                                          |
| -----------------------------                                                          |
| |0 |TABLE RANGE SCAN|t1(idx)|                                                          |
| =============================                                                          |
| Outputs & filters:                                                                     |
| -------------------------------------                                                  |
|   0 - output([t1.c1], [t1.c2], [t1.c3]), filter(nil), rowset=16                        |
|       access([t1.__pk_increment], [t1.c1], [t1.c2], [t1.c3]), partitions(p0)           |
|       is_index_back=true, is_global_index=false,                                       |
|       range_key([t1.c1], [t1.c2], [t1.__pk_increment]), range(1,MIN,MIN ; 1,MAX,MAX),  |
|       range_cond([t1.c1 = 1])                                                          |
+----------------------------------------------------------------------------------------+

场景二：等值谓词分别是 c1 和 c2，符合索引前缀，可以利用索引 idx。

EXPLAIN BASIC SELECT * FROM t1 WHERE c1 = 1 AND c2 = 2;
+------------------------------------------------------------------------------------+
| Query Plan                                                                         |
+------------------------------------------------------------------------------------+
| =============================                                                      |
| |ID|OPERATOR        |NAME   |                                                      |
| -----------------------------                                                      |
| |0 |TABLE RANGE SCAN|t1(idx)|                                                      |
| =============================                                                      |
| Outputs & filters:                                                                 |
| -------------------------------------                                              |
|   0 - output([t1.c1], [t1.c2], [t1.c3]), filter(nil), rowset=16                    |
|       access([t1.__pk_increment], [t1.c1], [t1.c2], [t1.c3]), partitions(p0)       |
|       is_index_back=true, is_global_index=false,                                   |
|       range_key([t1.c1], [t1.c2], [t1.__pk_increment]), range(1,2,MIN ; 1,2,MAX),  |
|       range_cond([t1.c1 = 1], [t1.c2 = 2])                                         |
+------------------------------------------------------------------------------------+

场景三：等值谓词是 c2，不符合索引前缀，不可以利用索引 idx。

EXPLAIN BASIC SELECT * FROM t1 WHERE c2 = 2;
+------------------------------------------------------------------------------------+
| Query Plan                                                                         |
+------------------------------------------------------------------------------------+
| =========================                                                          |
| |ID|OPERATOR       |NAME|                                                          |
| -------------------------                                                          |
| |0 |TABLE FULL SCAN|t1  |                                                          |
| =========================                                                          |
| Outputs & filters:                                                                 |
| -------------------------------------                                              |
|   0 - output([t1.c1], [t1.c2], [t1.c3]), filter([t1.c2 = 2]), rowset=16            |
|       access([t1.c2], [t1.c1], [t1.c3]), partitions(p0)                            |
|       is_index_back=false, is_global_index=false, filter_before_indexback[false],  |
|       range_key([t1.__pk_increment]), range(MIN ; MAX)always true                  |
+------------------------------------------------------------------------------------+

优化思路

问题背景和《入门教程》中的说法在一般情况下并没有错。但是，OceanBase 从 4.1 版本开始，支持了一个叫 Index Skip Scan 的能力，咱们先通过 Hint 使用这个能力，展示下当过滤条件不是最左前缀时，也能走上索引

的效果：

EXPLAIN BASIC SELECT /*+ index_ss(t1 idx) */* FROM t1 WHERE c2 = 2;
+-----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Query Plan                                                                                          |
+-----------------------------------------------------------------------------------------------------+
| ============================                                                                        |
| |ID|OPERATOR       |NAME   |                                                                        |
| ----------------------------                                                                        |
| |0 |TABLE SKIP SCAN|t1(idx)|                                                                        |
| ============================                                                                        |
| Outputs & filters:                                                                                  |
| -------------------------------------                                                               |
|   0 - output([t1.c1], [t1.c2], [t1.c3]), filter([t1.c2 = 2]), rowset=16                             |
|       access([t1.__pk_increment], [t1.c2], [t1.c1], [t1.c3]), partitions(p0)                        |
|       is_index_back=true, is_global_index=false, filter_before_indexback[true],                     |
|       range_key([t1.c1], [t1.c2], [t1.__pk_increment]), range(MIN,MIN,MIN ; MAX,MAX,MAX)always true |
|       prefix_columns_cnt = 1 , skip_scan_range(2,MIN ; 2,MAX)                                       |
+-----------------------------------------------------------------------------------------------------+

计划里的这个算子比较奇怪，名字和之前索引范围扫描时的 TABLE RANGE SCAN 不同，变成了 TABLE SKIP SCAN。 TABLE SKIP SCAN 虽然属于范围扫描，但是会跳跃执行，可以在满足一定条件的时候，利用已有的索引来加速扫描。

如果读者希望通过这个 index_ss 这个 Hint 来使用这个跳跃范围扫描的优化，需要关注下索引列的 NDV （Number of Distinct Values）。从索引的实现原理上来讲，当表中存在一个联合索引 idx (c1, c2)，并且过滤条件是 where c2 = ？时，c1 列的 NDV 越小，c2 列的 NDV 越大，就越适合通过这个 Hint 来使用 Index Skip Scan 。

What's more ?

当然，什么时候适合用 Index Skip Scan 是由表中的数据分布以及查询条件决定的，OceanBase 的优化器会根据代价决定是否使用 Index Skip Scan，自动选择最适合的查询方式。简单来说，优化器会在满足如下限制条件时会尝试进行 Index Skip Scan 的优化：

表上有收集过统计信息。
查询条件中包含联合索引的后缀列，并且不是其他索引最左前缀。
优化器比较 TABLE SKIP SCAN 和全表扫描的代价，发现 TABLE SKIP SCAN代价更低。

ITPub博客

OceanBase SQL 调优实践记录 —— 当过滤条件不是最左前缀时，如何走上索引？

问题背景

优化思路

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