概述

全局二級索引（Global Secondary Index，簡稱GSI）是PolarDB-X中的一項重要特性，相比于本地二級索引，全局二級索引中的數據按照指定的分區方式分布在各個存儲節點上。通過全局二級索引，用戶能夠按需增加分區維度、提供全局唯一約束等。

原理和特性

在分布式數據庫的分區表中，數據被按照建表時指定的分區鍵進行路由和存儲，因此包含分區鍵的查詢可以快速定位到一個具體分區，而其它查詢則需要全分區掃描。對于分布式數據庫而言，全分區掃描除了會增加慢查詢數量降低系統吞吐，還可能導致系統喪失線性擴展能力，因此需要盡量避免全分區掃描。

舉例來說，當查詢語句包含分區鍵時，單個邏輯查詢只會被路由到一個具體分區，假設有N個存儲節點，平均來看1個邏輯查詢給單個存儲節點施加的查詢負載僅為1/N；當查詢語句不含分區鍵時會引起全分區掃描，即單個查詢會被路由到所有分區，平均來看1個邏輯查詢給單個存儲節點施加的查詢負載為1，單個存儲節點的性能上限就是整個分布式數據庫的性能上限，系統失去了線性擴展能力。

PolarDB-X提供了全局二級索引以解決上述問題。在PolarDB-X中，GSI可以視為一個特殊的分區表，它冗余了主表上的部分列的數據。與普通分區表類似，GSI按照用戶指定的分區規則水平拆分為若干個分區，分布在各個存儲節點上。當一個查詢不含主表分區鍵但包含GSI的分區鍵時，PolarDB-X通過先檢索GSI的單個分區，然后回表的方式避免全分片掃描。

PolarDB-X使用分布式事務維護主表和GSI之間數據的強一致。

此外，GSI還支持以下特性：

• 支持在線變更，創建、刪除GSI無需鎖表。

• 用戶可自定義覆蓋列，減少回表操作開銷。

• 支持invisible index。

類型

全局二級索引（Global Secondary Index 簡稱GSI）

全局二級索引可以提供和主表不同的分區方式，當查詢SQL的條件中未包含主表的分區鍵但包含了GSI的分區鍵時，仍可以避免全分區掃描。

比如對于下面的用戶表user_tbl， 如果既希望按照user_id查詢，又希望按照用戶名name查詢，就可以建立全局二級索引 g_i_name，在按照用戶名name查詢的時候避免全分區掃描。

CREATE TABLE user(
 user_id bigint,
 name varchar(10),
 addr varchar(30),
 GLOBAL INDEX `g_i_name` (name) PARTITION BY HASH(name),
 PRIMARY KEY(user_id)
) PARTITION BY KEY(user_id);

全局唯一索引（Unique Global Secondary Index 簡稱UGSI）

全局唯一索引是特殊的GSI，它不僅有普通GSI的性質，還能實現全局唯一約束。

比如對于下面的用戶表user2，如果要求用戶手機號全局唯一，那么可以建立一個phone字段為索引鍵的UGSI。

CREATE TABLE user2(
 user_id bigint,
 phone varchar(20),
 addr varchar(30),
 UNIQUE GLOBAL INDEX `g_i_phone`(phone)  PARTITION BY HASH(phone), 
 PRIMARY KEY(user_id)
) PARTITION BY KEY(user_id);

全局聚簇索引 （Clustered Global Secondary Index 簡稱Clustered GSI）

全局聚簇索引是特殊的GSI，它默認冗余了主表的全部列（該索引所占磁盤空間等于主表所占磁盤空間）。如果既希望避免全分區掃描，又希望避免回表開銷，可以使用全局聚簇索引。

比如對于訂單表order_tbl，希望支持按照user_id或order_id來查詢，且希望避免用user_id查詢訂單時回表，就可以創建一個以user_id為索引鍵的全局聚簇索引cg_i_user。以user_id為條件查詢訂單信息時，PolarDB-X會將查詢路由到cg_i_user上的一個特定分區，又因為cg_i_user上有主表的所有數據，因此無需回表。

CREATE TABLE order_tbl(
 order_id bigint,
 user_id bigint,
 addr varchar(30),
 info text,
 create_time datetime,
 CLUSTERED INDEX `cg_i_user`(user_id) PARTITION BY HASH(user_id), 
 PRIMARY KEY(order_id)
) PARTITION BY KEY(order_id);

性能

全局索引對讀寫性能的影響，與具體業務場景有比較大關系，本質上是犧牲一部分寫入性能換取讀性能的大幅提升，下面以Sysbench場景為例，展示該場景下GSI對讀寫吞吐的影響。

相關文檔

如何使用全局二級索引

聚簇索引