MySQL中的GROUP BY优化（松散索引扫描和紧凑索引扫描）
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简介：
本文探讨了在MySQL中使用GROUP BY语句时如何通过实现松散索引扫描与紧凑索引扫描来提升查询性能的方法。
满足GROUP BY子句的最一般的方法是扫描整个表并创建一个新的临时表，在该临时表中每个组的所有行应为连续的，然后使用此临时表来找到组，并应用累积函数（如果有）。在某些情况下，MySQL能够做得更好，即通过索引访问而不用创建临时表。
为GROUP BY使用索引的最重要的前提条件是所有GROUP BY列引用同一索引的属性，并且该索引按顺序保存其关键字。是否用索引来代替临时表还取决于查询中使用的部分索引、指定的部分所要求的具体条件，以及选择的累积函数。
由于GROUP BY实际上也进行排序操作，与ORDER BY相比，GROUP BY主要只是多了排序之后的分组。
MySQL中的GROUP BY语句用于对数据进行分组和聚合，并通常与聚合函数（如COUNT、SUM、AVG等）一起使用。在处理大数据量时，优化GROUP BY操作至关重要，因为这直接影响查询性能。MySQL提供了几种优化策略，其中两种是利用索引来加速GROUP BY：松散索引扫描（Loose Index Scan）和紧凑索引扫描（Tight Index Scan）。
**松散索引扫描**
当GROUP BY条件为索引中最左前缀时，即使WHERE子句中没有使用到所有的索引字段，MySQL也可以利用这种扫描方法。在这种情况下，MySQL仅需遍历索引的一部分，而不是整个索引，从而减少IO操作。例如，在一个包含c1, c2和c3的索引idx(c1,c2,c3)下，如果GROUP BY为c1或GROUP BY c1, c2，则可以利用该索引来快速分组。
要利用松散索引扫描，以下条件必须满足：
- 查询涉及单个表。
- GROUP BY中的字段必须位于相同索引的连续位置中。
- 如果使用了聚合函数，只能是MAX或MIN，并且它们作用在同一列上。
- WHERE子句引用到GROUP BY之外的字段时，这些字段应为常量或者作为MAX()和MIN()函数参数的一部分。
例如：
```sql
EXPLAIN SELECT group_id, gmt_create
FROM group_message
WHERE user_id > 1
GROUP BY group_id, gmt_create;
```
**紧凑索引扫描**
与松散索引扫描类似，但更严格。在这种情况下，不仅要求GROUP BY的字段必须是索引中最左前缀，并且WHERE子句中所有引用到的字段都应为该索引的一部分。
当GROUP BY条件不是最左前缀或WHERE包含未被索引的字段时，MySQL可能无法使用索引，此时将不得不进行全表扫描或创建临时表来完成GROUP BY操作。
**优化GROUP BY的其他策略**
1. 创建合适的索引：确保涉及的字段在同一个索引中，并遵循最左前缀原则。
2. 减少全表扫描：尽量避免全表扫描，使用索引来过滤不必要的数据。
3. 使用覆盖索引：如果查询只需要索引中的信息，则创建包含所有所需字段的索引可以减少回表操作并提高性能。
4. 避免GROUP BY无用字段：不需要的字段可能导致额外计算和存储开销。
5. 优化聚合函数：尽可能使用MINMAX替换COUNT(*)，因为它们通常更快。
6. 使用物化视图：预先计算并存储经常使用的聚合结果可以减少运行时的计算。
理解并利用MySQL中的松散索引扫描和紧凑索引扫描可以帮助我们优化GROUP BY查询，提高数据库性能。正确设计索引及编写SQL语句可显著减少资源消耗，并提升应用程序响应速度。
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