MySQL高級知識（八）——索引面試題分析

此博客的內容主要來源於尚硅谷的視頻中，在此記錄，以備以後自己查看。

準備

1. 創建test表（測試表）

drop table if exists test;
create table test(
id int primary key auto_increment,
c1 varchar(10),
c2 varchar(10),
c3 varchar(10),
c4 varchar(10),
c5 varchar(10)
) ENGINE=INNODB default CHARSET=utf8;

insert into test(c1,c2,c3,c4,c5) values('a1','a2','a3','a4','a5');
insert into test(c1,c2,c3,c4,c5) values('b1','b2','b3','b4','b5');
insert into test(c1,c2,c3,c4,c5) values('c1','c2','c3','c4','c5');
insert into test(c1,c2,c3,c4,c5) values('d1','d2','d3','d4','d5');
insert into test(c1,c2,c3,c4,c5) values('e1','e2','e3','e4','e5');

select * from test;

2. 創建索引
   create index idx_test_c1234 on test(c1,c2,c3,c4);
show index from test;

事例分析

• 事例1

explain select * from test where c1='a1' and c2='a2' and c3='a3' and c4='a4';
explain select * from test where c1='a1' and c3='a3' and c2='a2' and c4='a4';
explain select * from test where c1='a1' and c4='a4' and c3='a3' and c2='a2';
explain select * from test where c4='a4' and c3='a3' and c2='a2' and c1='a1';

分析：

• 創建複合索引的順序爲c1,c2,c3,c4;
• 上述的四組explain執行的結果都一樣：type=ref，key_len=132，ref=const,const,const,const。（and忽略左右關係，優化器自動優化）

結論：在執行常量等值查詢的時候，改變索引列的順序並不會更改explain的執行結果，因爲mysql底層的優化器會進行優化，但是推薦按照索引順序列編寫sql語句。

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• 事例2

explain select * from test where c1='a1' and c2='a2';

explain select * from test where c1='a1' and c2='a2' and c3>'a3' and c4='a4';

分析：

• 當出現範圍的時候，type=range，key_len=99，比不用範圍key_len=66增加了，說明使用上了索引，但是對比事例1中執行的結果，說明c4索引失效。

結論：範圍索引右邊索引列失效，但是範圍當前位置（c3）的索引是有效的，從key_len=99可以證明。

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• 事例2.1

explain select * from test where c1='a1' and c2='a2' and c4>'a4' and c3='a3';

分析：

• 與上面explain執行結果對比，key_len=132說明了索引用到了4個，因爲對此sql語句，mysql底層優化器會進行優化：範圍右邊索引列失效（c4右邊已經沒有索引列了），注意索引的順序（c1，c2，c3，c4），所以吃
• 右邊不會出現失效的索引列，因此4個索引全部用上了。

結論：範圍右邊索引列失效，是由順序的：c1，c2，c3，c4。如果c3有範圍，則c4失效；如果c4有範圍，則c4後面沒有索引列，就沒有失效的索引列，從而會使用全部索引。

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• 事例2.2

explain select * from test where c1>'a1' and c2='a2' and c3='a3' and c4='a4';

# 覆蓋索引
explain select c1,c2,c3,c4 from test where c1>'a1' and c2='a2' and c3='a3' and c4='a4';

分析：

• 如果在c1出使用範圍，則type=ALL,key=Null，索引失效，全表掃描，這裏違背了最佳左前綴法則，帶頭大哥已死，因爲c1主要用於範圍，而不是查詢。解決方式：覆蓋索引
• 上述的第二個就是覆蓋索引的效果，可以看出type=range,key_len=33，所有隻有c1這個索引列生效，但是比使用範圍效果好了。

結論：在最佳左前綴法則中，如果最左前列（帶頭大哥）的索引失效，則後面的索引都失效。

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• 事例3

explain select * from test where c1='a1' and c2='a2' and c4='a4' order by c3;

分析：

• 利用最佳左前綴法則：中間兄弟不能斷，因此用到了c1和c2索引（查找），從key_len=66，ref=const,const，c3索引列用在排序過程中。

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• 事例3.1

explain select * from test where c1='a1' and c2='a2' order by c3;

分析：

• 從explain的執行結果來看：key_len=66，ref=const,const，從而查找只用到了c1和c2索引，c3索引用於排序。

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• 事例3.2

explain select * from test where c1='a1' and c2='a2' order by c4;

分析：

• 從explain的執行結果來看：key_len=66，ref=const,const，查詢使用了c1和c2索引，由於使用了c4進行排序，跳過了c3，出現了Using filesort。

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• 事例4

explain select * from test where c1='a1' and c5='a5' order by c2,c3;

分析：

• 查找只用到了索引c1，c2和c3用於排序，無Using filesort。

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• 事例4.1

explain select * from test where c1='a1' and c5='a5' order by c3,c2;

分析：

• 和事例4中的explain的執行結果一樣，但是出現了Using filesort，因爲索引的後才能關鍵順序是c1，c2，c3，c4，但是排序的時候c2和c3顛倒了位置。

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• 事例4.2

explain select * from test where c1='a1' and c2='a2' order by c2,c3;
explain select * from test where c1='a1' and c2='a2' and c5='a5' order by c2,c3;

分析：

• 在查詢時增加了c5，但是explain的執行結果一樣，因爲c5並未創建索引。

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• 事例4.3

explain select * from test where c1='a1' and c2='a2' and c5='a5' order by c3,c2;

分析：

• 與事例4.1對比，在Extra中並未出現Using filesort，因爲c2爲常量，在排序中被優化（等值常量可以被優化），所以索引未顛倒，不會出現Using filesort。

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• 事例5

explain select * from test where c1='a1' and c4='a4' order by c2,c3;

分析：

• 只用到c1上的索引，因爲c4中間間斷了，根據最佳左前綴法則，所以key_len=33，ref=const，表示只用到一個索引。

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• 事例5.1

explain select * from test where c1='a1' and c4='a4' order by c3,c2;

分析：

• 對比Case 5，在group by時交換了c2和c3的位置，結果出現Using filesort，極度惡劣。原因：c3和c2與索引創建順序相反。

總結

1. 最佳左前綴法則。

   1. 在等值查詢時，更改索引列順序，並不會影響explain的執行結果，因爲mysql底層會進行優化。

   2. 在使用order by時，注意索引順序、常量，以及可能會導致Using filesort的情況。

2. group by容易產生Using temporary。

3. 通俗理解口訣：

   全值匹配我最愛，最左前綴要遵守；

   帶頭大哥不能死，中間兄弟不能斷；

   索引列上少計算，範圍之後全失效；

   LIKE百分寫最右，覆蓋索引不寫星；

   不等空值還有or，索引失效要少用。