【索引失效】MySQL索引失效场景

今天药忘吃喽~ 2024-04-23 04:45 217阅读 0赞
1、对索引使用左或者左右模糊匹配

当我们使用左或者左右模糊匹配的时候,也就是 like %xx 或者 like %xx% 这两种方式都会造成索引失效。

比如下面的 like 语句,查询 name 后缀为「林」的用户,执行计划中的 type=ALL 就代表了全表扫描,而没有走索引。

// name 字段为二级索引

select * from t_user where name like ‘%林’;

ae8de8b0cef24320a0330eb614ebf57c.png

如果是查询 name 前缀为林的用户,那么就会走索引扫描,执行计划中的 type=range 表示走索引扫描,key=index_name 看到实际走了 index_name 索引:

// name 字段为二级索引

select * from t_user where name like ‘林%’;

为什么 like 关键字左或者左右模糊匹配无法走索引呢?

因为索引 B+ 树是按照「索引值」有序排列存储的,只能根据前缀进行比较。

举个例子,下面这张二级索引图(图中叶子节点之间我画了单向链表,但是实际上是双向链表,原图我找不到了,修改不了,偷个懒我不重画了,大家脑补成双向链表就行),是以 name 字段有序排列存储的。

3e04f696e1454cdf869b58489ddf36f6.png

假设我们要查询 name 字段前缀为「林」的数据,也就是 name like ‘林%’,扫描索引的过程:

  • 首节点查询比较:林这个字的拼音大小比首节点的第一个索引值中的陈字大,但是比首节点的第二个索引值中的周字小,所以选择去节点2继续查询;
  • 节点 2 查询比较:节点2的第一个索引值中的陈字的拼音大小比林字小,所以继续看下一个索引值,发现节点2有与林字前缀匹配的索引值,于是就往叶子节点查询,即叶子节点4;
  • 节点 4 查询比较:节点4的第一个索引值的前缀符合林字,于是就读取该行数据,接着继续往右匹配,直到匹配不到前缀为林的索引值。

如果使用 name like ‘%林’ 方式来查询,因为查询的结果可能是「陈林、张林、周林」等之类的,所以不知道从哪个索引值开始比较,于是就只能通过全表扫描的方式来查询。

想要更详细了解 InnoDB 的 B+ 树查询过程,可以看我写的这篇:B+ 树里的节点里存放的是什么呢?查询数据的过程又是怎样的?(opens new window)

2、对索引使用函数

有时候我们会用一些 MySQL 自带的函数来得到我们想要的结果,这时候要注意了,如果查询条件中对索引字段使用函数,就会导致索引失效。

比如下面这条语句查询条件中对 name 字段使用了 LENGTH 函数,执行计划中的 type=ALL,代表了全表扫描:

// name 为二级索引

select * from t_user where length(name)=6;

07cbce56b4db462db78b4add61f7caef.png

为什么对索引使用函数,就无法走索引了呢?

因为索引保存的是索引字段的原始值,而不是经过函数计算后的值,自然就没办法走索引了。

不过,从 MySQL 8.0 开始,索引特性增加了函数索引,即可以针对函数计算后的值建立一个索引,也就是说该索引的值是函数计算后的值,所以就可以通过扫描索引来查询数据。

举个例子,我通过下面这条语句,对 length(name) 的计算结果建立一个名为 idx_name_length 的索引。

alter table t_user add key idx_name_length ((length(name)));

然后我再用下面这条查询语句,这时候就会走索引了。

68e299aebbd6400f94c1524d39bc31d1.png

3、对索引进行表达式计算

在查询条件中对索引进行表达式计算,也是无法走索引的。

比如,下面这条查询语句,执行计划中 type = ALL,说明是通过全表扫描的方式查询数据的:

explain select * from t_user where id + 1 = 10;

a43413f5e3a346e0a2d8d8ed88d9853a.png

但是,如果把查询语句的条件改成 where id = 10 - 1,这样就不是在索引字段进行表达式计算了,于是就可以走索引查询了。

a1692e5d8e0e4e4bab2bf61c8b593d93.png

为什么对索引进行表达式计算,就无法走索引了呢?

原因跟对索引使用函数差不多。

因为索引保存的是索引字段的原始值,而不是 id + 1 表达式计算后的值,所以无法走索引,只能通过把索引字段的取值都取出来,然后依次进行表达式的计算来进行条件判断,因此采用的就是全表扫描的方式。

有的同学可能会说,这种对索引进行简单的表达式计算,在代码特殊处理下,应该是可以做到索引扫描的,比方将 id + 1 = 10 变成 id = 10 - 1。

是的,是能够实现,但是 MySQL 还是偷了这个懒,没有实现。

我的想法是,可能也是因为,表达式计算的情况多种多样,每种都要考虑的话,代码可能会很臃肿,所以干脆将这种索引失效的场景告诉程序员,让程序员自己保证在查询条件中不要对索引进行表达式计算。

4、对索引隐式类型转换

如果索引字段是字符串类型,但是在条件查询中,输入的参数是整型的话,你会在执行计划的结果发现这条语句会走全表扫描。

我在原本的 t_user 表增加了 phone 字段,是二级索引且类型是 varchar。

55c2372dce0d49289ecf3209e61ade0b.png

然后我在条件查询中,用整型作为输入参数,此时执行计划中 type = ALL,所以是通过全表扫描来查询数据的。

select * from t_user where phone = 1300000001;

8473f293c95143288c411e125a2f26e8.png

但是如果索引字段是整型类型,查询条件中的输入参数即使字符串,是不会导致索引失效,还是可以走索引扫描。

我们再看第二个例子,id 是整型,但是下面这条语句还是走了索引扫描的。

explain select * from t_user where id = ‘1’;

4e93a8b214d24f52ac5a4fc3582dd5ca.png

为什么第一个例子会导致索引失效,而第二例子不会呢?

要明白这个原因,首先我们要知道 MySQL 的数据类型转换规则是什么?就是看 MySQL 是会将字符串转成数字处理,还是将数字转换成字符串处理。

我在看《mysql45讲的时候》看到一个简单的测试方式,就是通过 select “10” > 9 的结果来知道MySQL 的数据类型转换规则是什么:

  • 如果规则是 MySQL 会将自动「字符串」转换成「数字」,就相当于 select 10 > 9,这个就是数字比较,所以结果应该是 1;
  • 如果规则是 MySQL 会将自动「数字」转换成「字符串」,就相当于 select “10” > “9”,这个是字符串比较,字符串比较大小是逐位从高位到低位逐个比较(按ascii码) ,那么”10”字符串相当于 “1”和“0”字符的组合,所以先是拿 “1” 字符和 “9” 字符比较,因为 “1” 字符比 “9” 字符小,所以结果应该是 0。

在 MySQL 中,执行的结果如下图:

732f3196bf4b46b4858678c3bb703179.png

上面的结果为 1,说明 MySQL 在遇到字符串和数字比较的时候,会自动把字符串转为数字,然后再进行比较

前面的例子一中的查询语句,我也跟大家说了是会走全表扫描:

//例子一的查询语句

select * from t_user where phone = 1300000001;

这是因为 phone 字段为字符串,所以 MySQL 要会自动把字符串转为数字,所以这条语句相当于:

select * from t_user where CAST(phone AS signed int) = 1300000001;

可以看到,CAST 函数是作用在了 phone 字段,而 phone 字段是索引,也就是对索引使用了函数!而前面我们也说了,对索引使用函数是会导致索引失效的

例子二中的查询语句,我跟大家说了是会走索引扫描:

//例子二的查询语句

select * from t_user where id = “1”;

这时因为字符串部分是输入参数,也就需要将字符串转为数字,所以这条语句相当于:

select * from t_user where id = CAST(“1” AS signed int);

可以看到,索引字段并没有用任何函数,CAST 函数是用在了输入参数,因此是可以走索引扫描的。

5、联合索引非最左匹配

对主键字段建立的索引叫做聚簇索引,对普通字段建立的索引叫做二级索引。

那么多个普通字段组合在一起创建的索引就叫做联合索引,也叫组合索引。

创建联合索引时,我们需要注意创建时的顺序问题,因为联合索引 (a, b, c) 和 (c, b, a) 在使用的时候会存在差别。

联合索引要能正确使用需要遵循最左匹配原则,也就是按照最左优先的方式进行索引的匹配。

比如,如果创建了一个 (a, b, c) 联合索引,如果查询条件是以下这几种,就可以匹配上联合索引:

  • where a=1;
  • where a=1 and b=2 and c=3;
  • where a=1 and b=2;

需要注意的是,因为有查询优化器,所以 a 字段在 where 子句的顺序并不重要。

但是,如果查询条件是以下这几种,因为不符合最左匹配原则,所以就无法匹配上联合索引,联合索引就会失效:

  • where b=2;
  • where c=3;
  • where b=2 and c=3;

有一个比较特殊的查询条件:where a = 1 and c = 3 ,符合最左匹配吗?

这种其实严格意义上来说是属于索引截断,不同版本处理方式也不一样。

MySQL 5.5 的话,前面 a 会走索引,在联合索引找到主键值后,开始回表,到主键索引读取数据行,Server 层从存储引擎层获取到数据行后,然后在 Server 层再比对 c 字段的值。

从 MySQL 5.6 之后,有一个索引下推功能,可以在存储引擎层进行索引遍历过程中,对索引中包含的字段先做判断,直接过滤掉不满足条件的记录,再返还给 Server 层,从而减少回表次数。

索引下推的大概原理是:截断的字段不会在 Server 层进行条件判断,而是会被下推到「存储引擎层」进行条件判断(因为 c 字段的值是在 (a, b, c) 联合索引里的),然后过滤出符合条件的数据后再返回给 Server 层。由于在引擎层就过滤掉大量的数据,无需再回表读取数据来进行判断,减少回表次数,从而提升了性能。

比如下面这条 where a = 1 and c = 0 语句,我们可以从执行计划中的 Extra=Using index condition 使用了索引下推功能。

62d6cb41606345ffa90db2d662012345.png

为什么联合索引不遵循最左匹配原则就会失效?

原因是,在联合索引的情况下,数据是按照索引第一列排序,第一列数据相同时才会按照第二列排序。

也就是说,如果我们想使用联合索引中尽可能多的列,查询条件中的各个列必须是联合索引中从最左边开始连续的列。如果我们仅仅按照第二列搜索,肯定无法走索引。

6、WHERE 子句中的 OR

在 WHERE 子句中,如果在 OR 前的条件列是索引列,而在 OR 后的条件列不是索引列,那么索引会失效。

举个例子,比如下面的查询语句,id 是主键,age 是普通列,从执行计划的结果看,是走了全表扫描。

select * from t_user where id = 1 or age = 18;

59b8bf09541d42c29dffd315346d8572.png

这是因为 OR 的含义就是两个只要满足一个即可,因此只有一个条件列是索引列是没有意义的,只要有条件列不是索引列,就会进行全表扫描。

要解决办法很简单,将 age 字段设置为索引即可。

fedfd416d92b4cbf8b0fedaf101c0705.png

可以看到 type=index merge, index merge 的意思就是对 id 和 age 分别进行了扫描,然后将这两个结果集进行了合并,这样做的好处就是避免了全表扫描。

7、如何字段类型是字符串,where 时一定用引号括起来,否则索引失效;

如果不使用引号,数据库可能会对字符串进行隐式的类型转换,这可能导致索引失效

8、mysql 估计使用全表扫描要比使用索引快,则不使用索引。

发表评论

表情:
评论列表 (有 0 条评论,217人围观)

还没有评论,来说两句吧...

相关阅读

    相关 Mysql索引失效场景

    首先我们准备一张有800万条数据的表,在没有加索引的条件下,查询全表的某一字段所耗费的时间大致在3.6S: ![在这里插入图片描述][23a74a59f6b3414e9ee

    相关 MySQL索引失效场景

    常见的导致索引失效的场景: 1、不使用索引列进行过滤:当查询中没有使用索引列作为过滤条件时,索引将无法发挥作用。例如,对于一个有索引的name列,如果查询中没有使用name作

    相关 mysql索引类别和失效场景

    首先,我们为什么要使用索引,索引有什么作用呢? 索引可以用来快速查询数据表中有某一特定值的记录,大大加快数据的查询速度;在列上创建了索引之后,查找数据时可以直接根据该列上

    相关 mysql索引失效场景

    前言 之前有看过许多类似的文章内容,提到过一些sql语句的使用不当会导致MySQL的索引失效。还有一些MySQL“军规”或者规范写明了某些sql不能这么写,否则索引失效。