MySQL强制使用索引的两种方式及优化索引，使用MySQL存储过程创建测试数据。

一、MySQL强制使用索引的两种方式

1、使用 FORCE INDEX 语句：

explain
	select
		*
	from
		tbl_test force index (index_item_code)
	where
		(item_code between 1 and 1000) and (random between 50000 and 1000000)
	order by
		random
	limit 1;

使用 FORCE INDEX（索引名称）走索引：

2、使用 USE INDEX 语句：

explain
	select
		*
	from
		tbl_test USE index (index_item_code)
	where
		(item_code between 1 and 1000) and (random between 50000 and 1000000)
	order by
		random
	limit 1;

使用 USE INDEX（索引名称）走索引：

FORCE INDEX 或 USE INDEX 的区别？

1. FORCE INDEX ：这个语句指示MySQL强制查询使用特定的索引。它会忽略优化器的选择,无论索引的选择性如何，都会使用指定的索引。这意味着即使使用了不太适合的索引，MySQL也会强制使用它。这可能会导致性能下降，因为不适合的索引可能会导致查询变慢。
2. USE INDEX ：这个语句也允许你指定要使用的索引，但它与"FORCE INDEX"不同的是，它只是暗示MySQL在可能的情况下使用指定的索引。如果MySQL认为其他索引更适合查询，它仍然可以选择其他索引。这样可以保留一定的灵活性，让MySQL根据实际情况选择最佳的索引。

总的来说，"FORCE INDEX"是强制使用指定索引，而"USE INDEX"是暗示使用指定索引，但MySQL仍然可以根据优化器的判断选择其他索引。实际使用时，应根据具体情况进行评估选择。

二、具体实现数据如下

1、创建一张数据表及索引：

CREATE TABLE `tbl_test` (
  `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',
  `name` varchar(100) NOT NULL COMMENT '姓名',
  `item_code` bigint NOT NULL COMMENT '子项编号',
  `order_code` varchar(100) NOT NULL COMMENT '订单编号',
  `id_card` varchar(30) NOT NULL COMMENT '身份证',
  `goods_number` bigint NOT NULL COMMENT '商品数量',
  `amount` decimal(6,2) NOT NULL COMMENT '金额',
  `create_time` datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',
  `random` bigint NOT NULL COMMENT '数据数',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `index_item_code` (`item_code`),
  KEY `index_id_card` (`id_card`),
  KEY `index_random` (`random`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;

注：表创建完成后，使用如下命令新增索引：

-- 查看tbl_test表中全部的索引信息
show index from tbl_test;

添加索引：

-- 在tbl_test表中，goods_number列上创建索引
CREATE INDEX index_goods_number ON tbl_test (goods_number);

删除索引：

-- 在tbl_test表中，删除名称为 index_goods_number 的索引
ALTER TABLE tbl_test DROP INDEX index_goods_number;

2、创建存储过程：

-- 创建存储过程
create procedure insert_data() begin declare i INT default 1;
while i <= 100000 DO
insert into test.tbl_test (
    name,
	item_code,
	order_code,
	id_card,
	goods_number,
	amount,
	create_time,
	random)
values (
   CONCAT("test", i),
   i,
   CONCAT("order", i),
   FLOOR(RAND() * 10000000000000),
   i,
   ROUND(RAND() * 100, 2),
   NOW(),
   FLOOR(RAND() * 1000000)
 );
set
i = i + 1;
end while;
end
-- 结束

执行完成后，可在此处查看：

然后，调用存储过程：

-- 调用储存过程
CALL insert_data();

执行完后，数据信息如下：

这里，可以通过存储过程的执行时间，看看慢SQL的定位方式

三、慢SQL的发现

1、执行show variables like '%general%'; 命令，查看日志功能是否开启

主要使用命令如下：

1. set global general_log=on; 这个语句将全局变量 general_log 的值设置为 "on"，表示启用了全局查询日志。启用后，MySQL服务器将记录所有的查询语句到查询日志文件中，包括 SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE 等操作。
2. set global general_log=off; 这个语句将全局变量 general_log 的值设置为 "off"，表示禁用了全局查询日志。禁用后，MySQL服务器将停止记录查询日志，不再将查询语句写入查询日志文件。

通过修改全局变量 general_log 的值，可以控制全局查询日志的开启和关闭。

2、查看当前慢查询日志的开启情况

-- 查看当前慢查询日志的开启情况
show variables like '%quer%';

执行信息如下：

设置信息解析：

1. binlog_rows_query_log_events：该属性设置为"OFF"，表示不记录二进制日志中的查询事件。
2. ft_query_expansion_limit：该属性设置为20，表示在全文搜索查询中，扩展查询的限制为最多20个词。
3. have_query_cache：该属性设置为"NO"，表示当前MySQL服务器未启用查询缓存功能。
4. log_queries_not_using_indexes：该属性设置为"OFF"，表示不记录未使用索引的查询语句。
5. log_throttle_queries_not_using_indexes：该属性设置为0，表示未使用索引的查询语句不会被限制。
6. long_query_time：该属性设置为10.000000，表示执行时间超过10秒的查询将被认为是慢查询。
7. query_alloc_block_size：该属性设置为8192，表示分配给查询内存块的大小为8KB。
8. query_prealloc_size：该属性设置为8192，表示预分配给查询的内存大小为8KB。
9. slow_query_log：该属性设置为"ON"，表示慢查询日志功能已启用。
10. slow_query_log_file：该属性设置为"DESKTOP-0R9IERO-slow.log"，表示慢查询日志文件的名称为"DESKTOP-0R9IERO-slow.log"。

我们通过解析，还是默认设置慢日志阀值为10秒 （设置命令：set global long_query_time = 10）

通过slow_query_log_file的值，我们找到慢SQL文件DESKTOP-0R9IERO-slow.log，我这里在本地C盘：C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 8.0\Data 目录下：

慢SQL日志信息，查看存储过程的执行情况：

四、索引的优化

1、EXPLAIN 是一个在 MySQL 中用于查询执行计划的命令。它可以帮助您了解查询语句的执行方式、优化和性能。

EXPLAIN SELECT * FROM table_name WHERE column = 'value';

以下是 EXPLAIN 命令的一些关键信息：

1. id：表示查询的标识符，如果查询包含子查询，每个子查询都有一个唯一的标识符。
2. select_type：表示查询的类型，常见的类型包括 SIMPLE（简单查询）、PRIMARY（主查询）、SUBQUERY（子查询）等。
3. table：表示查询涉及的表名。
4. type：表示访问表的方式，常见的类型有 ALL（全表扫描）、INDEX（索引扫描）、RANGE（范围扫描）等。
5. possible_keys：表示可能应用到查询中的索引。
6. key：表示实际使用的索引。
7. key_len：表示索引字段的长度。
8. ref：表示与索引比较的列或常数。
9. rows：表示估计需要扫描的行数。
10. Extra：提供其他额外的信息，如是否使用了临时表、排序方式等。

通过分析 EXPLAIN 的输出，您可以获得以下信息：

• 查询是否有效利用了索引。
• 查询的执行顺序和方式。
• 哪些表被访问以及访问方式。
• 估计扫描的行数和数据访问的成本。

这些信息可以帮助您优化查询语句、调整索引和改进性能。

2、常见索引优化1：条件字段函数操作

当前表中已创建索引：

函数作用在条件列上，索引失效：

修改后：

2、常见索引优化2：隐式类型转换

当前id_card字段在数据库中是 varchar 类型，直接以数值类型查询，导致索引失效：

修改后，如下：

-- 使用如下写法：
explain select * from tbl_test where id_card = '2674841548013'
-- 或者：
-- CAST(267484154801 AS CHAR) 将数值类型的 2674841548013 转换为与 id_card 列的数据类型（ varchar ）匹配的字符类型。
-- 通过这样做，确保了 id_card 和值之间的比较使用匹配的数据类型，使索引能够有效使用。 
explain select * from tbl_test where id_card = CAST(2674841548013 AS CHAR)

失效的原因跟案例一类型，数据类型隐式转换，对于优化器来说，这个语句相当于：

select * from tbl_test where  CAST(id_card AS signed int) = 66778899;

这样，在WHERE 子句中使用函数、表达式或算术，索引列错误使用，导致索引失效。

3、常见索引优化3：隐式字符编码转换

当使用不同的字符集进行隐式编码转换时，可能会导致索引失效。这是因为MySQL在进行索引查找时，会使用字符集的排序规则进行比较。如果字符集不同，排序规则也会不同，从而导致索引无法正确使用。

例如下面的例子，因字符集utf8mb4和utf8隐式字符编码转换而导致索引失效的情况：

假设有一个表my_table，其中有一个名为column的列，该列使用utf8mb4字符集，并且创建了索引。

CREATE TABLE my_table (  
  id INT PRIMARY KEY,  
  column VARCHAR(255) CHARACTER SET utf8mb4  
) ENGINE=InnoDB;  
  
CREATE INDEX idx_column ON my_table (column);

然后，我们向表中插入一些数据：

INSERT INTO my_table (id, column) VALUES (1, 'abc');  
INSERT INTO my_table (id, column) VALUES (2, 'def');

现在，如果我们使用不同字符集的查询语句进行隐式编码转换，可能会导致索引失效。例如，以下查询使用了utf8字符集的字符串进行查询，这与表中的utf8mb4字符集不同：

SELECT * FROM my_table WHERE column = 'ghi';

在这个情况下，由于字符集不同，MySQL无法正确使用索引，从而进行全表扫描。这会导致查询性能下降，因为全表扫描比使用索引更耗时。要避免这种情况，可以确保查询语句中的字符集与表中的字符集一致，或者显式地进行字符编码转换。

五、MySQL索引失效原因的大致汇总

1、前导模糊查询不能利用索引，比如查询语句是LIKE '%XX'或LIKE '%XX%'，而'A%'就可以正常使用索引。
2、如果MySQL估计使用全表扫描要比使用索引快，则不使用索引。
3、OR前后存在非索引的列，索引失效。如果想使用OR，又想让索引生效，只能将OR条件中的每个列都加上索引。
4、普通索引的不等于不会走索引，如果是主键，则还是会走索引；如果是主键或索引是整数类型，则还是会走索引。
5、is null可以使用索引，is not null无法使用索引。
6、在设计表时设置NOT NULL约束最好，比如将INT类型的默认值设为0，将字符串默认值设为''。
7、如果在查询条件中对索引列使用了任何操作（计算，函数），或者进行了类型转换，可能会导致索引失效。
8、如果在复合索引中，查询条件没有遵循最左匹配原则，那么索引可能也不会生效。
9、如果MySQL优化器认为全表扫描的速度快于使用索引，它可能会选择全表扫描而不使用索引。