MySQL-索引详解(四)

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前言

本次MySQL—索引章节比较多,分为多篇进行发布,本章继续,链接—上一章

目录

6 索引使用

6.1 验证索引效率

创建索引:

6.2 最左前缀法则

6.3 范围查询

6.4 索引失效情况

6.4.1 索引列运算

 6.4.2 字符串不加引号

6.4.3 模糊查询

6.4.4 or连接条件

6.4.5 数据分布影响


6 索引使用

6.1 验证索引效率

在讲解索引的使用原则之前,先通过一个简单的案例,来验证一下索引,看看是否能够通过索引来提升数据查询性能。在演示的时候,我们还是使用之前准备的一张表 tb_sku , 在这张表中准备了 1000w的记录。

这张表中 id 为主键,有主键索引,而其他字段是没有建立索引的。 我们先来查询其中的一条记录,看看里面的字段情况,执行如下 SQL
select * from tb_sku where id = 1\G;

MySQL-索引详解(四)_第1张图片

 可以看到即使有1000w的数据,根据id进行数据查询,性能依然很快,因为主键id是有索引的。 那么接下来,我们再来根据 sn 字段进行查询,执行如下SQL

SELECT * FROM tb_sku WHERE sn = '100000003145001';

MySQL-索引详解(四)_第2张图片

 我们可以看到根据sn字段进行查询,查询返回了一条数据,结果耗时 20.78sec,就是因为sn没有索引,而造成查询效率很低。

那么我们可以针对于sn字段,建立一个索引,建立了索引之后,我们再次根据sn进行查询,再来看一下查询耗时情况。

创建索引:

create index idx_sku_sn on tb_sku(sn) ;

然后再次执行相同的 SQL 语句,再次查看 SQL 的耗时。
SELECT * FROM tb_sku WHERE sn = '100000003145001';

MySQL-索引详解(四)_第3张图片

 我们明显会看到,sn字段建立了索引之后,查询性能大大提升。建立索引前后,查询耗时都不是一个数量级的。

6.2 最左前缀法则

如果索引了多列(联合索引),要遵守最左前缀法则。最左前缀法则指的是查询从索引的最左列开始,并且不跳过索引中的列。如果跳跃某一列,索引将会部分失效 ( 后面的字段索引失效 )
tb_user 表为例,我们先来查看一下之前 tb_user 表所创建的索引。
MySQL-索引详解(四)_第4张图片

tb_user 表中,有一个联合索引,这个联合索引涉及到三个字段,顺序分别为: profession
age status
对于最左前缀法则指的是,查询时,最左变的列,也就是 profession 必须存在,否则索引全部失效。而且中间不能跳过某一列,否则该列后面的字段索引将失效。 接下来,我们来演示几组案例,看一下具体的执行计划:
explain select * from tb_user where profession = '软件工程' and age = 31 and status
= '0';

explain select * from tb_user where profession = '软件工程' and age = 31;

explain select * from tb_user where profession = '软件工程';

以上的这三组测试中,我们发现只要联合索引最左边的字段 profession 存在,索引就会生效,只不
过索引的长度不同。 而且由以上三组测试,我们也可以推测出 profession 字段索引长度为 47 age
字段索引长度为 2 status 字段索引长度为 5
explain select * from tb_user where age = 31 and status = '0'; 

explain select * from tb_user where status = '0';

而通过上面的这两组测试,我们也可以看到索引并未生效,原因是因为不满足最左前缀法则,联合索引左边的列 profession 不存在。
explain select * from tb_user where profession = '软件工程' and status = '0';

上述的 SQL 查询时,存在 profession 字段,最左边的列是存在的,索引满足最左前缀法则的基本条
件。但是查询时,跳过了 age这个列,所以后面的列索引是不会使用的,也就是索引部分生效,所以索         引的长度就是47

6.3 范围查询

联合索引中,出现范围查询 (>,<) ,范围查询右侧的列索引失效。
explain select * from tb_user where profession = '软件工程' and age > 30 and status
= '0';

当范围查询使用 > < 时,走联合索引了,但是索引的长度为 49 ,就说明范围查询右边的 status
段是没有走索引的。
explain select * from tb_user where profession = '软件工程' and age >= 30 and
status = '0';

当范围查询使用 >= <= 时,走联合索引了,但是索引的长度为 54 ,就说明所有的字段都是走索引的。
所以,在业务允许的情况下,尽可能的使用类似于 >= <= 这类的范围查询,而避免使用 > <

6.4 索引失效情况

6.4.1 索引列运算

不要在索引列上进行运算操作, 索引将失效。
tb_user 表中,除了前面介绍的联合索引之外,还有一个索引,是 phone 字段的单列索引。
MySQL-索引详解(四)_第5张图片

 A. 当根据phone字段进行等值匹配查询时, 索引生效。

explain select * from tb_user where phone = '17799990015';

MySQL-索引详解(四)_第6张图片

B. 当根据phone字段进行函数运算操作之后,索引失效。  

explain select * from tb_user where substring(phone,10,2) = '15';

MySQL-索引详解(四)_第7张图片

 6.4.2 字符串不加引号

字符串类型字段使用时,不加引号,索引将失效。
接下来,我们通过两组示例,来看看对于字符串类型的字段,加单引号与不加单引号的区别:
explain select * from tb_user where profession = '软件工程' and age = 31 and status
= '0';
explain select * from tb_user where profession = '软件工程' and age = 31 and status
= 0;

MySQL-索引详解(四)_第8张图片

explain select * from tb_user where phone = '17799990015';
explain select * from tb_user where phone = 17799990015;

MySQL-索引详解(四)_第9张图片

 经过上面两组示例,我们会明显的发现,如果字符串不加单引号,对于查询结果,没什么影响,但是数据库存在隐式类型转换,索引将失效。 \

6.4.3 模糊查询

如果仅仅是尾部模糊匹配,索引不会失效。如果是头部模糊匹配,索引失效。
接下来,我们来看一下这三条 SQL 语句的执行效果,查看一下其执行计划:
由于下面查询语句中,都是根据 profession 字段查询,符合最左前缀法则,联合索引是可以生效的,我们主要看一下,模糊查询时, % 加在关键字之前,和加在关键字之后的影响。
explain select * from tb_user where profession like '软件%';
explain select * from tb_user where profession like '%工程';
explain select * from tb_user where profession like '%工%';

MySQL-索引详解(四)_第10张图片

经过上述的测试,我们发现,在 like 模糊查询中,在关键字后面加 % ,索引可以生效。而如果在关键字前面加了 % ,索引将会失效。

6.4.4 or连接条件

or 分割开的条件, 如果 or 前的条件中的列有索引,而后面的列中没有索引,那么涉及的索引都不会被用到。
explain select * from tb_user where id = 10 or age = 23;
explain select * from tb_user where phone = '17799990017' or age = 23;

MySQL-索引详解(四)_第11张图片

 由于age没有索引,所以即使idphone有索引,索引也会失效。所以需要针对于age也要建立索引。

然后,我们可以对 age 字段建立索引。
create index idx_user_age on tb_user(age); 

 建立了索引之后,我们再次执行上述的SQL语句,看看前后执行计划的变化。

MySQL-索引详解(四)_第12张图片

 最终,我们发现,当or连接的条件,左右两侧字段都有索引时,索引才会生效。

6.4.5 数据分布影响

如果 MySQL 评估使用索引比全表更慢,则不使用索引。
select * from tb_user where phone >= '17799990005';
select * from tb_user where phone >= '17799990015';

MySQL-索引详解(四)_第13张图片

经过测试我们发现,相同的 SQL 语句,只是传入的字段值不同,最终的执行计划也完全不一样,这是为 什么呢?

就是因为 MySQL 在查询时,会评估使用索引的效率与走全表扫描的效率,如果走全表扫描更快,则放弃索引,走全表扫描。 因为索引是用来索引少量数据的,如果通过索引查询返回大批量的数据,则还不如走全表扫描来的快,此时索引就会失效。

接下来,我们再来看看 is null is not null 操作是否走索引。

执行如下两条语句 :
explain select * from tb_user where profession is null;
explain select * from tb_user where profession is not null;

MySQL-索引详解(四)_第14张图片

 接下来,我们做一个操作将profession字段值全部更新为null。 

然后,再次执行上述的两条 SQL ,查看 SQL 语句的执行计划。

MySQL-索引详解(四)_第15张图片

最终我们看到,一模一样的 SQL 语句,先后执行了两次,结果查询计划是不一样的,为什么会出现这种现象,这是和数据库的数据分布有关系。查询时 MySQL 会评估,走索引快,还是全表扫描快,如果全表扫描更快,则放弃索引走全表扫描。 因此, is null is not null 是否走索引,得具体情况具体 分析,并不是固定的。

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