索引字段范围查询与离散值查询的性能差异及优劣原因

问题场景 #

文档包含一个已建立索引的整数属性A，取值范围为1~10，对比以下两类查询的性能差异：

查询1：查找所有A在2到7之间的文档
查询2：查找所有A等于2、9、4、7的文档

性能差异结论 #

两类查询存在明显性能差异，查询1（范围查询）的执行速度更快，核心原因如下：

• 索引结构适配性：整数索引通常基于有序结构（如B+树），范围查询可以直接定位到区间起始点，顺着有序节点连续遍历获取数据，全程仅需一次索引定位操作。而查询2是多值等值查询，数据库需要分别定位每个目标值的索引位置，多次独立的索引查找会累计额外开销。
• IO效率差异：范围查询在索引中对应连续的存储块，能充分利用数据库缓存机制，减少磁盘随机IO；多值等值查询的索引位置分散，读取时是随机IO，缓存命中率更低，IO耗时更高。
• 执行计划复杂度：范围查询的执行逻辑简洁，仅需一次区间扫描；多值等值查询需要合并多个单值查询的结果集，合并过程会带来额外的计算开销。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bear Bile Farming is Torture