MySQL導致索引失效的情況有哪些

WBOY
發布: 2023-06-03 19:19:16
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    一、準備工作

    先準備兩張表格來示範:

    CREATE TABLE `student_info` (
      `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      `student_id` int NOT NULL,
      `name` varchar(20) DEFAULT NULL,
      `course_id` int NOT NULL,
      `class_id` int DEFAULT NULL,
      PRIMARY KEY (`id`)
    ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1000001 DEFAULT CHARSET=utf8;
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    CREATE TABLE `course` (
      `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      `course_id` int NOT NULL,
      `course_name` varchar(40) DEFAULT NULL,
      PRIMARY KEY (`id`)
    ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=101 DEFAULT CHARSET=utf8;
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    #准备数据
    select count(*) from student_info;#1000000
    select count(*) from course;      #100
    登入後複製

    二、索引失效規則

    1.優先使用聯合索引

    如下一條sql語句是沒有索引的情況:

    #平均耗时291毫秒
    select * from student_info where name='123' and course_id=1 and class_id=1;
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    我們透過建立索引來優化它的查詢效率,有以下幾種方案:

    ①建立普通索引:

    #建立普通索引
    create index idx_name on student_info(name);
    #平均耗时25毫秒,查看explain执行计划,使用到的是idx_name索引查询
    select * from student_info where name='MOKiKb' and course_id=1 and class_id=1;
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    ②在普通索引的基礎上,再增加聯合索引:

    #name,course_id组成的联合索引
    create index idx_name_courseId on student_info(name,course_id);
    #该查询语句一般使用的是联合索引,而不是普通索引,具体看优化器决策
    #平均耗时20ms
    select * from student_info where name='zhangsan' and course_id=1 and class_id=1;
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    # 可以看到,當多個索引都可以使用時,系統一般優先使用較長的聯合索引,因為聯合索引相比來說更快,這點應該也很好理解,前提是要遵守聯合索引的最左匹配原則

    如果再建立一個name,course_id,class_id組成的聯合索引,那麼上述sql語句不出意外會使用這個key_len更長的聯合索引(意外是優化器可能會選擇其他更優的方案,如果它更快的話)。

    聯合索引速度不一定比普通索引,例如第一個條件就過濾了所有記錄,那麼就沒必要用後序的索引了。

    2.最左符合原則

    #删除前例创建的索引,新创建三个字段的联合索引,name-course_id-cass_id
    create index idx_name_cou_cls on student_info(name,course_id,class_id);
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    ①聯合索引全部符合的情況:

    #关联字段的索引比较完整
    explain select * from student_info where name='11111' and course_id=10068 and class_id=10154;
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    每個欄位條件都與聯合索引匹配,因此此SQL語句遵循最左前綴規則。一個聯合索引的使用可以快速找到,避免了額外的查詢,因此這是最優的情況。

    ②聯合索引最右邊缺少的情況:

    explain select * from student_info where name='11111' and course_id=10068;
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     該sql語句條件中,並不含有聯合索引的全部條件,而是抹去了右半部分,該語句使用的索引依舊是該關聯查詢,只不過只用到了一部分,透過查看key_len可以知道少了5字節,這5字節對應的是class_id,證明class_id並未生效而已(where中沒有,當然用不到啦)。

    同理,抹掉where中的course_id字段,聯合索引依舊會生效,只是key_len會減少。

    ③聯合索引中間缺少的情況:

    #联合索引中间的字段未使用,而左边和右边的都存在
    explain select * from student_info where name='11111' and class_id=10154;;
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    #如上sql語句依舊使用的是聯合索引,但是它的key_len變小了,只有name欄位使用到了索引,而class_id欄位雖然在聯合索引中,但因為不符合最左邊匹配原則而GG了。

    整個sql語句的執行流程為:先在聯合索引的B樹中找到所有name為11111的記錄,然後全文過濾掉這些記錄中class_id不是10154的記錄。多了一個全文搜尋的步驟,相較於①和②情況效能會更差。

    ④聯合索引最左邊缺少的情況:

    explain select * from student_info where class_id=10154 and course_id=10068;
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     該情況是上一個情況的特例,聯合索引中最左邊的字段未找到,所以雖然有其他部分,但是統統都失效了,走的是全文查找。

    結論:最左邊匹配原則指的是查詢從索引的最左列開始,並且不能跳過索引中的列,如果跳過了某一列,索引將部分失效(後面的字段索引全部失效)。

    注意:建立聯合索引時,欄位的順序就定格了,最左邊匹配就是根據該順序比較的;但是在查詢語句中,where條件中欄位的順序是可變的,意味著不需要依照關聯索引欄位的順序,只要where條件中有就行了。

    3.範圍條件右邊的欄位索引失效

    承接上面的聯合索引,使用下列sql查詢:

    #key_len=> name:63,course_id:5,class_id:5
    explain select * from student_info where name='11111' and course_id>1 and class_id=1;
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     key_len只有68,代表關聯索引中class_id未使用到,雖然符合最左符合原則,但因為>符號讓關聯索引中該條件欄位右邊的索引失效了

    但如果使用>=號碼的話:

    #不是>、<,而是>=、<=
    explain select * from student_info where name=&#39;11111&#39; and course_id>=20 and course_id<=40 and class_id=1;
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    # 右邊的索引並未失效,key_len為73,所有欄位的索引都使用到了。

    结论:为了充分利用索引,我们有时候可以将>、<等价转为>=、<=的形式,或者将可能会有<、>的条件的字段尽量放在关联索引靠后的位置。

    4.计算、函数导致索引失效

    #删除前面的索引,新创建name字段的索引,方便演示
    create index idx_name on student_info(name);
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    现有一个需求,找出name为li开头的学生信息:

    #使用到了索引
    explain select * from student_info where name like &#39;li%&#39;;
    #未使用索引,花费时间更久
    explain select * from student_info where LEFT(name,2)=&#39;li&#39;;
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    上面的两条sql语句都可以满足需求,然而第一条语句用了索引,第二条没有,一点点的改变真是天差地别。

    结论:字段使用函数会让优化器无从下手,B树中的值和函数的结果可能不搭边,所以不会使用索引,即索引失效。字段能不用就不用函数。

    类似:

    #也不会使用索引
    explain select * from student_info where name+&#39;&#39;=&#39;lisi&#39;;
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    类似的对字段的运算也会导致索引失效。

    5.类型转换导致索引失效

    #不会使用name的索引
    explain select * from student_info where name=123;
    #使用到索引
    explain select * from student_info where name=&#39;123&#39;;
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    如上,name字段是VARCAHR类型的,但是比较的值是INT类型的,name的值会被隐式的转换为INT类型再比较,中间相当于有一个将字符串转为INT类型的函数。

    6.不等于(!= 或者<>)索引失效

    #创建索引
    create index idx_name on student_info(name);
    #索引失效
    explain select * from student_info where name<>&#39;zhangsan&#39;;
    explain select * from student_info where name!=&#39;zhangsan&#39;;
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    不等于的情况是不会使用索引的。因为!=代表着要进行全文的查找,用不上索引。

    7.is null可以使用索引,is not null无法使用索引

    #可以使用索引
    explain select * from student_info where name is null;
    #索引失效
    explain select * from student_info where name is not null;
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    和前一个规则类似的,!=null。同理not like也无法使用索引。

    最好在设计表时设置NOT NULL约束,比如将INT类型的默认值设为0,将字符串默认值设为''

    8.like以%开头,索引失效

    #使用到了索引
    explain select * from student_info where name like &#39;li%&#39;;
    #索引失效
    explain select * from student_info where name like &#39;%li&#39;;
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    只要以%开头就无法使用索引,因为如果以%开头,在B树排序的数据中并不好找。

    9.OR前后存在非索引的列,索引失效

    #创建好索引
    create index idx_name on student_info(name);
    create index idx_courseId on student_info(course_id);
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    如果or前后都是索引:

    #使用索引
    explain select * from student_info where name like &#39;li%&#39; or course_id=200;
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    如果其中一个没有索引:

    explain select * from student_info where name like &#39;li%&#39; or class_id=1;
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    那么索引就失效了,假设还是使用索引,那就变成了先通过索引查,然后再根据没有的索引的字段进行全表查询,这种方式还不如直接全表查询来的快。

    10.字符集不统一

    字符集如果不同,会存在隐式的转换,索引也会失效,所有应该使用相同的字符集,防止这种情况发生。

    三、建议

    • 对于单列索引,尽量选择针对当前query过滤性更好的索引

    • 在选择组合索引时,query过滤性最好的字段应该越靠前越好

    • 在选择组合索引时,尽量选择能包含当前query中where子句中更多字段的索引

    • 在选择组合索引时,如果某个字段可能出现范围查询,尽量将它往后放

    以上是MySQL導致索引失效的情況有哪些的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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