（译）MySQL 8.0实验室---MySQL中的倒序索引（Descending Indexes）
译者注：
mysql 8.0之前，不管是否指定索引建的排序方式，都会忽略创建索引时候指定的排序方式（语法上不会报错），最终都会创建为asc方式的索引，
在执行查询的时候，只存在forwarded（正向）方式对索引进行扫描。
关于正向索引和反向索引，逻辑上很容易理解，这里有两个相关的概念：
正向索引或者反向（倒序）索引，两者都是在构建b树索引时候的相关字段排序方式，是b索引树的逻辑存储方式
正向扫描（forward）和反向扫描（ backward index scan;）是执行查询的过程中对b树索引的扫描方式，是数据执行计划时候的一种索引扫描方式
关于正向扫描或者反向扫描不是随意的，受sql语句中（正/反向）排序方式以及（正/反向）索引的影响
之前在sqlserver中简单写过一点类似的东西，
整体上看，抛开正向索引和倒序索引，在扫描扫描的过程中，正向索引扫描的在性能上，稍微优于反向索引扫描。
不过，即便是反向索引扫描，也是优化器根据具体查询进行优化的结果，并非一个不好的选择。
原文链接：
以下为译文：
从8.0优化器实验室发布开始，mysql开始支持倒序索引。
正如我将在本文中详细介绍的，这个新特性可以用来消除对结果排序的需求，并在许多查询中带来性能改进。
简介
在此版本之前，所有索引都是按升序创建的。当语法本身被解析时，元数据不会被保留。例如在mysql 5.7中:
mysql 5.7> create table t1 (a int, b int, index a_desc_b_asc (a desc, b asc));
query ok, 0 rows affected (0.47 sec)
mysql 5.7> show create table t1\g
*************************** 1. row ***************************
table: t1
create table: create table `t1` (
`a` int(11) default null,
`b` int(11) default null,
key `a_desc_b_asc` (`a`,`b`) <-- 创建索引时候的元数据没有被保留
) engine=innodb default charset=latin1
1 row in set (0.00 sec)
应该注意的是，mysql 5.7 optimizer能够反向扫描一个升序索引(按照降序排列)，其成本较高
（译者注：以上是原文中写道的，mysql 5.7中不知道怎么去判断在对索引扫描的时候，究竟是正向扫描还是反向扫描）。
如下可以进一步测试，我们可以看到正向索引扫描比反向索引扫描好~15%。
不能支持倒叙索引的主要限制是，优化器必须对混合顺序(如desc、b asc的顺序)使用文件排序。
mysql 8.0中的改进
引入反向索引后，innodb现在可以按照降序顺序存储数据行，优化器将在查询中请求降序时利用它。
重复上面的例子，我们可以看到在创建表时索引顺序信息被正确地保留了:
mysql 8.0> create table t1 (a int, b int, index a_desc_b_asc (a desc, b asc)); query ok, 0 rows affected (0.47 sec) mysql 8.0> show create table t1; +-------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ | table | create table | +-------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ | t1 | create table `t1` ( `a` int(11) default null, `b` int(11) default null, key `a_desc_b_asc` (`a` desc,`b`) ) engine=innodb default charset=latin1 | +-------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)
为了区分向后和向前索引扫描，还改进了explain的输出。
对于mysql-5.7，除了查询2和查询6之外，我们对所有查询都使用反向索引扫描或文件排序，因为这两个查询只需要升序。
query 1: select * from t1 order by a desc;
mysql 8.0> explain select * from t1 order by a desc; +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | extra | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+ | 1 | simple | t1 | null | index | null | a_desc_b_asc | 10 | null | 10 | 100.00 | using index | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
query 2: select * from t1 order by a asc;
mysql 8.0> explain select * from t1 order by a asc; +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+----------------------------------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | extra | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+----------------------------------+ | 1 | simple | t1 | null | index | null | a_desc_b_asc | 10 | null | 10 | 100.00 | backward index scan; using index | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+----------------------------------+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
query 3: select * from t1 order by a desc, b asc;
mysql 8.0> explain select * from t1 order by a desc, b asc; +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | extra | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+ | 1 | simple | t1 | null | index | null | a_desc_b_asc | 10 | null | 10 | 100.00 | using index | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
query 4: select * from t1 order by a asc, b desc;
mysql 8.0> explain select * from t1 order by a asc, b desc; +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+----------------------------------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | extra | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+----------------------------------+ | 1 | simple | t1 | null | index | null | a_desc_b_asc | 10 | null | 10 | 100.00 | backward index scan; using index | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+----------------------------------+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
query 5: select * from t1 order by a desc, b desc;
mysql 8.0> explain select * from t1 order by a desc, b desc; +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-----------------------------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | extra | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-----------------------------+ | 1 | simple | t1 | null | index | null | a_desc_b_asc | 10 | null | 10 | 100.00 | using index; using filesort | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-----------------------------+ 1 row in set, 1 warning (0.01 sec)
query 5: select * from t1 order by a asc, b asc;
mysql 8.0> explain select * from t1 order by a asc, b asc; +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-----------------------------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | extra | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-----------------------------+ | 1 | simple | t1 | null | index | null | a_desc_b_asc | 10 | null | 10 | 100.00 | using index; using filesort | +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-----------------------------+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
当表中有一个索引a_desc_b_asc (a desc, b asc)时，以下是上述6个查询的性能指标。
数据大小为1000万行。在mysql-5.7中，它是a_asc_b_asc(a asc, b asc)，因为不支持倒叙索引。
性能指标的解释:
1， 对于查询1，也即order by a desc;：
我们看到查询1中性能的提升，因为请求的语句排序是“a”列的desc
译者注：因为mysql8.0中可以建立倒叙索引，查询1按照a字段desc排序，直接走正向（forwarded）索引扫描即可完成查询，
避免了在mysql5.7中查询出来数据之后再进行排序操作的步骤
2，对于查询2：
由于查询2的排序为正序（译者注：与索引的顺序相反，因此需要反向扫描），由于反向索引扫描，
在mysql-8.0中（相对于查询1）执行向反向索引扫描需要更多的时间
(注意，从图中可以看出，mysql-8.0总体上表现更好。mysql 5.7中正向索引扫描，与mysql 8.0中反向索引扫描花费的时间（几乎）相同）
3，对于查询3 也即order by a desc, b asc;：
查询3的排序方式与查询1类似，然而在mysql-5.7中，对于任何请求混合顺序的查询，会对查询结果重新排序，因此性能差别是巨大的。
4，对于查询4 也即 order by a asc, b desc;
可以看到，在mysql 8.0中，查询4执行的是反向索引扫描，因此比查询3花费了更多的时间，
尽管如此，在查询5和查询6中，排序的方式是(a desc, b desc)/(a asc, b asc),不管是正向扫描还是反向扫描，都无法满足排序需求，因此会用到filesort
但是，在这种情况下，由于在mysql-5.7中asc/desc索引标志被忽略（译者注：mysql 5.7中没有正向和反向索引的概念），因此mysql-5.7可以使用（正向/反向）索引扫描来给出请求的顺序。
5，如果用户想要避免查询5和查询6的filesorts，可以修改表以添加一个键(a asc, b asc)。
此外，如果用户也想避免反向索引扫描，可以同时添加(a asc, b desc)和(a desc, b desc)。
下面是添加了第5点下的额外索引后的mysql-5.7.14和mysql-8.0-labs的最后对比:
注意，在mysql-5.7中，我们不能添加额外的索引来提高上述查询的性能。
而且，有了这个特性，在某些情况下可以避免物化，比如在连接中的第一个表上请求混合顺序。
在一些用例中，反向索引提高了性能。区间扫描访问方法也使用反向索引。
虽然并不是所有的范围扫描访问方法都使用反向索引，但我们将在未来尝试消除这些限制。
改进
随着倒序索引（反向索引）的引入，我们已经删除了对隐式排序的支持，结果是作为group by的一部分提到的列的升序。
除了上述改进外，我们还看到在一些情况下性能得到了改善，这些情况下的顺序是隐含的，但可能不是必需的。
总结
我们很高兴能够解决mysql社区长期存在的功能请求之一。请了解倒叙索引的特性，让我们知道你的想法!