這篇文章總結分享15個Mysql索引失效場景,讓大家可避坑踩雷,希望能夠給大家幫忙!
無論你是技術大佬,還是剛入行的小白,時不時都會踩到Mysql資料庫不走索引的坑。常見的現象就是:明明在欄位上新增了索引,但卻並未生效。
前幾天就遇到一個稍微特殊的場景,同一條SQL語句,在某些參數下生效,在某些參數下不生效,這是為什麼呢?
另外,無論是面試或是日常,Mysql索引失效的通常情況都應該了解和學習。
為了方便學習和記憶,這篇文件將常見的15種不走索引情況進行匯總,並以實例展示,幫助大家更好地避免踩坑。建議收藏,以備不時之需。
建立表格結構
為了逐項驗證索引的使用情況,我們先準備一張表t_user:
CREATE TABLE `t_user` ( `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT 'ID', `id_no` varchar(18) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT '身份编号', `username` varchar(32) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL COMMENT '用户名', `age` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '年龄', `create_time` datetime DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间', PRIMARY KEY (`id`), KEY `union_idx` (`id_no`,`username`,`age`), KEY `create_time_idx` (`create_time`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin;
在上述表格結構中有三個索引:
id
:為資料庫主鍵; union_idx
:為id_no、username、age構成的聯合索引;create_time_idx
:是由create_time構成的普通索引;#初始化資料
初始化資料分成兩部分:基礎資料和批次匯入資料。
基礎數據insert了4條數據,其中第4條數據的創建時間為未來的時間,用於後續特殊場景的驗證:
INSERT INTO `t_user` (`id`, `id_no`, `username`, `age`, `create_time`) VALUES (null, '1001', 'Tom1', 11, '2022-02-27 09:04:23'); INSERT INTO `t_user` (`id`, `id_no`, `username`, `age`, `create_time`) VALUES (null, '1002', 'Tom2', 12, '2022-02-26 09:04:23'); INSERT INTO `t_user` (`id`, `id_no`, `username`, `age`, `create_time`) VALUES (null, '1003', 'Tom3', 13, '2022-02-25 09:04:23'); INSERT INTO `t_user` (`id`, `id_no`, `username`, `age`, `create_time`) VALUES (null, '1004', 'Tom4', 14, '2023-02-25 09:04:23');
除了基礎數據,還有一條存儲過程及其調用的SQL,方便批量插入數據,用來驗證數據比較多的場景:
-- 删除历史存储过程 DROP PROCEDURE IF EXISTS `insert_t_user` -- 创建存储过程 delimiter $ CREATE PROCEDURE insert_t_user(IN limit_num int) BEGIN DECLARE i INT DEFAULT 10; DECLARE id_no varchar(18) ; DECLARE username varchar(32) ; DECLARE age TINYINT DEFAULT 1; WHILE i < limit_num DO SET id_no = CONCAT("NO", i); SET username = CONCAT("Tom",i); SET age = FLOOR(10 + RAND()*2); INSERT INTO `t_user` VALUES (NULL, id_no, username, age, NOW()); SET i = i + 1; END WHILE; END $ -- 调用存储过程 call insert_t_user(100);
關於存儲過程的創建和存儲,可暫時不執行,當用到時再執行。
資料庫版本及執行計劃
查看目前資料庫的版本:
select version(); 8.0.18
上述為本人測試的資料庫版本: 8.0.18
。當然,以下的所有範例,大家可在其他版本進行執行驗證。
查看SQL語句執行計劃,一般我們都採用explain
關鍵字,透過執行結果來判斷索引使用情況。
執行範例:
explain select * from t_user where id = 1;
執行結果:
#可以看到上述SQL語句使用了主鍵索引(PRIMARY),key_len
為4;
其中key_len
的意思是:表示索引所使用的位元組數,根據這個值可以判斷索引的使用情況,特別是在組合索引的時候,判斷索引有多少部分被使用到非常重要。
做好以上資料及知識的準備,以下就開始講解具體索引失效的實例了。
聯合索引遵從最左匹配原則,顧名思義,在聯合索引中,最左邊的字段優先匹配。因此,在建立聯合索引時,where子句中使用最頻繁的欄位放在組合索引的最左側。
而在查詢時,要想讓查詢條件走索引,則需滿足:最左邊的欄位要出現在查詢條件中。
實例中,union_idx
聯合索引組成:
KEY `union_idx` (`id_no`,`username`,`age`)
最左邊的欄位為id_no,一般情況下,只要保證id_no出現在查詢條件中,就會走該聯合索引。
範例一:
explain select * from t_user where id_no = '1002';
explain結果:
透過explain執行結果可以看出,上述SQL語句走了union_idx
這條索引。
這裡再普及一下key_len的運算:
id_no
類型為varchar(18),字元集為utf8mb4_bin,也就是使用4個位元組來表示一個完整的UTF-8。此時,key_len = 18* 4 = 72;上面示範了key_len一種情況的計算過程,後續不再進行逐一推演,知道基本組成和原理即可,更多情況大家可自行查看。
範例二:
explain select * from t_user where id_no = '1002' and username = 'Tom2';
explain結果:
很顯然,依舊走了union_idx
索引,根據上面key_len的分析,大膽猜測,在使用索引時,不僅使用了id_no
列,還使用了username
列。
範例三:
explain select * from t_user where id_no = '1002' and age = 12;
explain結果:
走了union_idx
索引,但跟示例一一样,只用到了id_no
列。
当然,还有三列都在查询条件中的情况,就不再举例了。上面都是走索引的正向例子,也就是满足最左匹配原则
的例子,下面来看看,不满足该原则的反向例子。
反向示例:
explain select * from t_user where username = 'Tom2' and age = 12;
explain结果:
此时,可以看到未走任何索引,也就是说索引失效了。
同样的,下面只要没出现最左条件的组合,索引也是失效的:
explain select * from t_user where age = 12; explain select * from t_user where username = 'Tom2';
那么,第一种索引失效的场景就是:在联合索引的场景下,查询条件不满足最左匹配原则。
在《阿里巴巴开发手册》的ORM映射章节中有一条【强制】的规范:
【强制】在表查询中,一律不要使用 * 作为查询的字段列表,需要哪些字段必须明确写明。 说明:1)增加查询分析器解析成本。2)增减字段容易与 resultMap 配置不一致。3)无用字段增加网络 消耗,尤其是 text 类型的字段。
虽然在规范手册中没有提到索引方面的问题,但禁止使用select *
语句可能会带来的附带好处就是:某些情况下可以走覆盖索引
。
比如,在上面的联合索引中,如果查询条件是age或username,当使用了select *
,肯定是不会走索引的。
但如果希望根据username查询出id_no、username、age这三个结果(均为索引字段),明确查询结果字段,是可以走覆盖索引
的:
explain select id_no, username, age from t_user where username = 'Tom2'; explain select id_no, username, age from t_user where age = 12;
explain结果:
无论查询条件是username
还是age
,都走了索引,根据key_len可以看出使用了索引的所有列。
第二种索引失效场景:在联合索引下,尽量使用明确的查询列来趋向于走覆盖索引;
这一条不走索引的情况属于优化项,如果业务场景满足,则进来促使SQL语句走索引。至于阿里巴巴开发手册中的规范,只不过是两者撞到一起了,规范本身并不是为这条索引规则而定的。
直接来看示例:
explain select * from t_user where id + 1 = 2 ;
explain结果:
可以看到,即便id列有索引,由于进行了计算处理,导致无法正常走索引。
针对这种情况,其实不单单是索引的问题,还会增加数据库的计算负担。就以上述SQL语句为例,数据库需要全表扫描出所有的id字段值,然后对其计算,计算之后再与参数值进行比较。如果每次执行都经历上述步骤,性能损耗可想而知。
建议的使用方式是:先在内存中进行计算好预期的值,或者在SQL语句条件的右侧进行参数值的计算。
针对上述示例的优化如下:
-- 内存计算,得知要查询的id为1 explain select * from t_user where id = 1 ; -- 参数侧计算 explain select * from t_user where id = 2 - 1 ;
第三种索引失效情况:索引列参与了运算,会导致全表扫描,索引失效。
示例:
explain select * from t_user where SUBSTR(id_no,1,3) = '100';
explain结果:
上述示例中,索引列使用了函数(SUBSTR,字符串截取),导致索引失效。
此时,索引失效的原因与第三种情况一样,都是因为数据库要先进行全表扫描,获得数据之后再进行截取、计算,导致索引索引失效。同时,还伴随着性能问题。
示例中只列举了SUBSTR函数,像CONCAT等类似的函数,也都会出现类似的情况。解决方案可参考第三种场景,可考虑先通过内存计算或其他方式减少数据库来进行内容的处理。
第四种索引失效情况:索引列参与了函数处理,会导致全表扫描,索引失效。
示例:
explain select * from t_user where id_no like '%00%';
explain结果:
针对like
的使用非常频繁,但使用不当往往会导致不走索引。常见的like使用方式有:
其中方式一和方式三,由于占位符出现在首部,导致无法走索引。这种情况不做索引的原因很容易理解,索引本身就相当于目录,从左到右逐个排序。而条件的左侧使用了占位符,导致无法按照正常的目录进行匹配,导致索引失效就很正常了。
第五种索引失效情况:模糊查询时(like语句),模糊匹配的占位符位于条件的首部。
示例:
explain select * from t_user where id_no = 1002;
explain结果:
id_no
字段类型为varchar,但在SQL语句中使用了int类型,导致全表扫描。
出现索引失效的原因是:varchar和int是两个种不同的类型。
解决方案就是将参数1002
添加上单引号或双引号。
第六种索引失效情况:参数类型与字段类型不匹配,导致类型发生了隐式转换,索引失效。
这种情况还有一个特例,如果字段类型为int类型,而查询条件添加了单引号或双引号,则Mysql会参数转化为int类型,虽然使用了单引号或双引号:
explain select * from t_user where id = '2';
上述语句是依旧会走索引的。
OR是日常使用最多的操作关键字了,但使用不当,也会导致索引失效。
示例:
explain select * from t_user where id = 2 or username = 'Tom2';
explain结果:
看到上述执行结果是否是很惊奇啊,明明id字段是有索引的,由于使用or
关键字,索引竟然失效了。
其实,换一个角度来想,如果单独使用username
字段作为条件很显然是全表扫描,既然已经进行了全表扫描了,前面id
的条件再走一次索引反而是浪费了。所以,在使用or关键字时,切记两个条件都要添加索引,否则会导致索引失效。
但如果or两边同时使用“>”和“<”,则索引也会失效:
explain select * from t_user where id > 1 or id < 80;
explain结果:
第七种索引失效情况:查询条件使用or关键字,其中一个字段没有创建索引,则会导致整个查询语句索引失效; or两边为“>”和“<”范围查询时,索引失效。
如果两个列数据都有索引,但在查询条件中对两列数据进行了对比操作,则会导致索引失效。
这里举个不恰当的示例,比如age小于id这样的两列(真实场景可能是两列同维度的数据比较,这里迁就现有表结构):
explain select * from t_user where id > age;
explain结果:
这里虽然id有索引,age也可以创建索引,但当两列做比较时,索引还是会失效的。
第八种索引失效情况:两列数据做比较,即便两列都创建了索引,索引也会失效。
示例:
explain select * from t_user where id_no <> '1002';
explain结果:
当查询条件为字符串时,使用”<>“或”!=“作为条件查询,有可能不走索引,但也不全是。
explain select * from t_user where create_time != '2022-02-27 09:56:42';
上述SQL中,由于“2022-02-27 09:56:42”是存储过程在同一秒生成的,大量数据是这个时间。执行之后会发现,当查询结果集占比比较小时,会走索引,占比比较大时不会走索引。此处与结果集与总体的占比有关。
需要注意的是:上述语句如果是id
进行不等操作,则正常走索引。
explain select * from t_user where id != 2;
explain结果:
第九种索引失效情况:查询条件使用不等进行比较时,需要慎重,普通索引会查询结果集占比较大时索引会失效。
示例:
explain select * from t_user where id_no is not null;
explain结果:
第十种索引失效情况:查询条件使用is null时正常走索引,使用is not null时,不走索引。
在日常中使用比较多的范围查询有in、exists、not in、not exists、between and等。
explain select * from t_user where id in (2,3); explain select * from t_user where id_no in ('1001','1002'); explain select * from t_user u1 where exists (select 1 from t_user u2 where u2.id = 2 and u2.id = u1.id); explain select * from t_user where id_no between '1002' and '1003';
上述四种语句执行时都会正常走索引,具体的explain结果就不再展示。主要看不走索引的情况:
explain select * from t_user where id_no not in('1002' , '1003');
explain结果:
当使用not in
时,不走索引?把条件列换成主键试试:
explain select * from t_user where id not in (2,3);
explain结果:
如果是主键,则正常走索引。
第十一种索引失效情况:查询条件使用not in时,如果是主键则走索引,如果是普通索引,则索引失效。
再来看看not exists
:
explain select * from t_user u1 where not exists (select 1 from t_user u2 where u2.id = 2 and u2.id = u1.id);
explain结果:
当查询条件使用not exists
时,不走索引。
第十二种索引失效情况:查询条件使用not exists时,索引失效。
示例:
explain select * from t_user order by id_no ;
explain结果:
其实这种情况的索引失效很容易理解,毕竟需要对全表数据进行排序处理。
那么,添加删limit关键字是否就走索引了呢?
explain select * from t_user order by id_no limit 10;
explain结果:
结果依旧不走索引。在网络上看到有说如果order by
条件满足最左匹配则会正常走索引, 在当前8.0.18版本中并未出现。所以,在基于order by
和limit
进行使用时,要特别留意。是否走索引不仅涉及到数据库版本,还要看Mysql优化器是如何处理的。
这里还有一个特例,就是主键使用order by
时,可以正常走索引。
explain select * from t_user order by id desc;
explain结果:
可以看出针对主键,还是order by
可以正常走索引。
另外,笔者测试如下SQL语句:
explain select id from t_user order by age; explain select id , username from t_user order by age; explain select id_no from t_user order by id_no;
上述三条SQL语句都是走索引的,也就是说覆盖索引的场景也是可以正常走索引的。
现在将id
和id_no
组合起来进行order by
:
explain select * from t_user order by id,id_no desc; explain select * from t_user order by id,id_no desc limit 10; explain select * from t_user order by id_no desc,username desc;
explain结果:
上述两个SQL语句,都未走索引。
第十三种索引失效情况:当查询条件涉及到order by、limit等条件时,是否走索引情况比较复杂,而且与Mysql版本有关,通常普通索引,如果未使用limit,则不会走索引。order by多个索引字段时,可能不会走索引。其他情况,建议在使用时进行expain验证。
此时,如果你还未执行最开始创建的存储过程,建议你先执行一下存储过程,然后执行如下SQL:
explain select * from t_user where create_time > '2023-02-24 09:04:23';
其中,时间是未来的时间,确保能够查到数据。
explain结果:
可以看到,正常走索引。
随后,我们将查询条件的参数换个日期:
explain select * from t_user where create_time > '2022-02-27 09:04:23';
explain结果:
此时,进行了全表扫描。这也是最开始提到的奇怪的现象。
为什么同样的查询语句,只是查询的参数值不同,却会出现一个走索引,一个不走索引的情况呢?
答案很简单:上述索引失效是因为DBMS发现全表扫描比走索引效率更高,因此就放弃了走索引。
也就是说,当Mysql发现通过索引扫描的行记录数超过全表的10%-30%时,优化器可能会放弃走索引,自动变成全表扫描。某些场景下即便强制SQL语句走索引,也同样会失效。
类似的问题,在进行范围查询(比如>、=、
第十四種索引失效情況:當查詢條件為大於等於、in等範圍查詢時,根據查詢結果佔全表資料比例的不同,優化器有可能會放棄索引,進行全表掃描。
當然,還有其他一些是否走索引的規則,這與索引的類型是B-tree索引還是位圖索引也有關係,就不再詳細展開。
這裡要說的其他,可以總結為第十五種索引失效的情況:Mysql優化器的其他優化策略,例如優化器認為在某些情況下,全表掃描比走索引快,則它就會放棄索引。
針對這種情況,一般不用過多理會,當發現問題時再定點排查即可。
這篇文章為大家總結了15個常見的索引失效的場景,由於不同的Mysql版本,索引失效策略也有所不同。大多數索引失效情況都是明確的,有少數索引失效會因Mysql的版本不同而有所不同。因此,建議收藏本文,當在實踐的過程中進行對照,如果沒辦法準確掌握,則可直接執行explain進行驗證。
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