年轻人不讲武德,乱用索引,你到底走了多少弯路?

前言

继上一篇《 explain | 索引优化的这把绝世好剑,你真的会用吗? 》之后,本篇是索引相关的第2篇文章。上一篇重点介绍的是使用 explain 执行计划查看索引执行情况,以便于快速定位哪张表有索引使用问题。

本篇主要介绍的是索引失效的常见原因和如何用好索引,跟上一篇正好承上启下,给有需要的朋友一个参考。

本文将从以下几个方便进行讲解:

1.索引失效常见原因:

2.索引失效常见误区:

3.索引设计的几个建议:

准备工作

查看当前 mysql 的版本:

select  VERSION();

查出当前版本为:8.0.21

创建一张表 test1

CREATE TABLE `test1` (
`id` bigint NOT NULL,
`code` varchar(30) NOT NULL,
`age` int NOT NULL,
`name` varchar(30) NOT NULL,
`height` int NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_code_age_name` (`code`,`age`,`name`) USING BTREE,
KEY `idx_height` (`height`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8

插入两条数据:

INSERT INTO `test1`(`id`, `code`, `name`, `age`,`address`) VALUES (1, '001', '张飞', 18,'7');
INSERT INTO `test1`(`id`, `code`, `name`, `age`,`address`) VALUES (2, '002', '关羽', 19,'8');

查询一下:

select * from test1;

结果:

此外建立了两个索引:idx_code_age_name( code , age , name )联合索引  和 idx_height( height )普通索引。

一. 索引失效常见原因

1.不满足最左前缀原则

第1种情况:

where 条件后的字段包含了联合索引的所有索引字段,并且顺序是按照: codeagename

执行sql如下:

explain  select * from test1
where code='001' and age=18  and  name='张飞' ;

结果:

从图中标红的地方可以看出已经走了联合索引idx_code_name_age,并且索引的长度是 188188 = 30 * 3 + 2 + 30 * 3 + 2 + 4 ,索引是使用充分的,索引使用效率最佳。

有些朋友可能会问:索引长度为什么是这样计算的?

答:请参考《 explain | 索引优化的这把绝世好剑,你真的会用吗? 》,里面给出了非常详细的讲解。

第2种情况:

where 条件后的字段包含了联合索引的所有索引字段,顺序是不按照: codeagename

执行sql如下:

explain  select * from test1
where code='001' and  name='张飞' and age=18;

结果:

从上图中看出执行结果跟第一种情况一样。

注意:这种情况比较特殊,在查询之前mysql会自动优化顺序。

第3种情况:

where 条件后的字段包含了联合索引中的: code 字段

执行sql如下:

explain  select * from test1
where code='001';

结果:

从上图看出也走了索引,但是索引长度有所变化,现在变成了 9292 = 30*3 + 2 ,只用到了一个索引字段code,索引使用不充分。

第4种情况:

where 条件后的字段包含了联合索引中的: age 字段

执行sql如下:

explain  select * from test1
where age=18;

结果:

从上图中看变成了全表扫描,所有的索引都失效了。

第5种情况:

where 条件后的字段包含了联合索引中的: name 字段

执行sql如下:

explain  select * from test1
where  name='张飞';

结果:从上图中看变成了全表扫描,所有的索引都失效了。

第6种情况:

where 条件后的字段包含了联合索引中的: codeage 字段

执行sql如下:

explain  select * from test1
where code='001' and age=18;

结果:

从上图中看出还是走了索引,但是索引长度变成了: 9696 = 30*3 + 2 + 4 ,只用到了两个索引字段code和age,索引使用也不充分。

第7种情况:

where 条件后的字段包含了联合索引中的: codename 字段

执行sql如下:

explain  select * from test1
where code='001' and  name='张飞';

结果:

从上图中看出走的索引长度跟第1种情况一样,长度也是 92 。也就是说只用到了一个索引字段 code ,而 age 字段的索引失效了。

第8种情况:

where 条件后的字段包含了联合索引中的: agename 字段

执行sql如下:

explain  select * from test1
where age=18  and  name='张飞';

结果:

从上图中看出变成了全表扫描,所有的索引都失效了。

小结:

  1. code
    code、age
    code、age、name
    
  2. code
    age
    name
    
  3. 如果中间出现断层,如:
    code、name ,只会走第一个索引code,从断层后的索引都会失效。
  4. age
    name
    age,name
    

2.范围索引列没有放在最后

where 条件后的字段 age 用了大于等于,具体sql如下:

EXPLAIN  select * from test1
where  code='001' and age>18  and  name='张飞' ;

结果:

从上图中看出索引长度变成: 9696 = 30*3 + 2 + 4 ,只用到了两个索引字段 codeage ,而 name 字段的索引失效了。

如果范围查询的语句放到最后:

EXPLAIN  select * from test1
where code='001' and  name='张飞' and age>18 ;

结果:

什么鬼?怎么索引长度还是: 96

这是一个非常经典的错误

范围查询放最后是指创建联合索引的字段顺序,现在的顺序是:

调整一下把索引字段name和age的顺序调整一下:

再执行上面的sql,结果:

从上图中看出索引长度变成: 188 ,索引使用充分了。

回过头再执行刚开始的那条sql:

EXPLAIN  select * from test1
where  code='001' and age>18  and  name='张飞';

结果:

什么?

索引长度也是: 188

注意:范围查询放最后,指的是联合索引中的范围列放在最后,不是指where条件中的范围列放最后。如果联合索引中的范围列放在最后了,即使where条件中的范围列没放最后也能正常走到索引。

3.使用了select *

其实在《阿里巴巴开发手册》中也明确说了,禁止使用select * ,这是为什么呢?

EXPLAIN  select * from test1

结果:

从上图中看出走了全表扫描。

那么如果查询的是索引列:

EXPLAIN  select code,age,name  from test1

结果:

从图中可以看出这种情况走了全索引扫描,比全表扫描效率更高。

其实这里用到了: 覆盖索引

如果 select 的列都是索引列,则被称为 覆盖索引

如果 select 的列不只包含索引列,则需要 回表 ,即回到表中再查询出其他列,效率相当更低一些。 select * 大概率需要查询非索引列,需要 回表 ,因此要少用。

当然,本文中很多示例都使用了 select * ,主要是我表中只有两条数据,为了方便演示,正常业务代码中是要杜绝这种写法的。

4.索引列上有计算

执行sql如下:

explain  select * from test1
where  height+1 =7;

结果:从上图中可以看出变成全表扫描了,由此可见在索引列上有计算,索引会失效。

5.索引列上使用了函数

如果在索引列加某个函数,具体sql如下:

explain  select * from test1
where   SUBSTR(height,1,1)=8;

结果:从上图中可以看出变成全表扫描了,由此可见在索引列上加了函数,索引也会失效。

6.字符类型没加引号

废话不多说直接上sql:

explain  select * from test1
where  name = 123;

结果:

从图中看出走的全表扫描,索引失效了。

为什么索引会失效呢?

这里有些朋友可能会有点懵。

答: name 字段是 字符类型 ,而等于号右边的是 数字类型 ,类型不匹配导致索引丢失。

所以在使用字符类型字段做判断时,一定要加上单引号。

类型不匹配导致索引丢失问题,是我们平时工作中非常容易忽视的问题,一定要引起足够的重视

7.用is null和is not null没注意字段是否允许为空

前面创建的test1表中height字段是非空的。

查询sql如下:

explain  select * from test1
where  height is  null;
explain  select * from test1
where  height is  not  null;

结果都是:从上图中看出都是全表扫描,索引都失效了。

如果height字段改成允许为空的呢?

上面第一条sql执行结果:

从上图中看出走了 ref 类型的索引。

上面第二条sql执行结果:

从上图中看出走了 range 类型的索引。

小结

  1. 如果字段不允许为空,则is null 和 is not null这两种情况索引都会失效。

  2. 如果字段允许为空,则is null走
    ref 类型的索引,而is not null走
    range 类型的索引。

8.like查询左边有%

like查询主要有三种情况:

  • like ‘%a’

  • like ‘a%’

  • like ‘%a%’

先看看第一种情况:

explain  select * from test1
where  code like '%001';

结果:

从上图看出走的全表扫描,索引失效了。

再看看第二种情况:

explain  select * from test1
where  code like  '001%';

结果:

从上图看出走的 range 类型的索引。

最后看看第三种情况:

explain  select * from test1
where  code like  '%001%';

结果:从上图看出走的全表扫描,索引也失效了。

从这三种结果看出 like 语句只有 % 在右边才能走索引。

如果有些场景就是要使用 like 语句 % 在左边该怎么办呢?

答案:使用覆盖索引

具体sql如下:

explain  select code,age,name  from test1
where  code like  '%001%';

结果:

从上图看出走的 index 类型的全索引扫描,相对于全表扫描性能更好。

当然,最佳实践是在 sql 中要避免 like 语句 % 在左边的情况,如果有这种业务场景可以使用 es 代替 mysql 存储数据。

小结:

  • like ‘%a’ 索引失效

  • like ‘a%’ 走range类型索引

  • like ‘%a%’ 索引失效

9.使用or关键字时没有注意

用法如下:
explain  select * from test1
where  height = 8  or height = 9;

结果:

从上图中看出走了 range 类型的索引,不是没问题吗?

再把sql改一下:

explain  select * from test1
where  code = '001' or height = 8;

结果:

从上图中可以看出变成了全表扫描,索引失效了。

我们不妨单独查询一下:

explain  select * from test1
where  code = '001';

结果:

explain  select * from test1
where  height = 8;

结果:

两种单独查询的情况都走了 ref 类型的索引,但是使用 or 关键字后sql的索引会失效。

那么,我们在想使用 or 的场景,又想让索引有效,该怎么办呢?

explain (select * from test1 where   code = '001')
union (select * from test1 where  height = 8);

没错,使用 union 关键字,但是跟 or 关键字的语法稍微有点区别,不过查询的数据结果是一样的。

上面sql执行结果如下:

我们看到走了 ref 类型索引。

or关键字会让索引失效,可以用union代替

二. 索引失效的常见误区

1.使用not in会导致索引失效

用法如下:

explain  select * from test1
where  height not  in (7,8);

结果:

从上图中看出是走了 range 类型索引的,并没失效。

需要特别说明的是mysql5.7和5.8不同的版本效果不一样,5.7中这种情况sql执行结果是全表扫描,而5.8中使用了 range 类型索引。

2.使用不等于号会导致索引失效

用法如下:

explain  select * from test1
where height!=8;

结果:

从图中看出走了 range 类型的索引。

需要特别说明的是mysql5.7和5.8不同的版本效果不一样,5.7中这种情况sql执行结果是全表扫描,而5.8中使用了 range 类型索引。5.7中如果想使用索引该怎么办呢?答案:使用大于和小于代替不等于。

在这里温馨的提醒一声,不等于号不只是 != ,还包括 <>

3.order by索引字段顺序不当导致索引失效

sql中除了 where 后面的字段能走索引之外, order by 后面的字段也能走索引。

EXPLAIN  select * from test1
where  code='001' order  by age,name;

结果:

从上图中看出走了 ref 类型的索引,索引长度是 92 ,并且没有额外信息。

但是如果把 order by 后面的条件改成如下两种排序:

EXPLAIN  select * from test1
where  code='001' order  by  name;
EXPLAIN  select * from test1
where  code='001' order  by  name,age;

结果:

从上图中看出还是走了 ref 类型的索引,索引长度是 92 ,但是额外信息中提示: Using filesort ,即按文件重排序。

上面两个例子能够看出有没有使用索引跟 where 后面的条件有关,而跟 order by 后面的字段没关系。

而需不需要按文件重排序,则跟 order by 后面的字段有直接关系。

问题来了,额外信息中提示: Using filesort 这种该如何优化?

答:这种情况一般是联合索引中索引字段的顺序,跟 sqlwhere 条件及 order by 不一致导致的,只要顺序调整一致就不会出现这个问题。

三. 索引设计的几个建议:

  1. 优先使用唯一索引,能够快速定位

  2. 为常用查询字段建索引

  3. 为排序、分组和联合查询字段建索引

  4. 一张表的索引数量不超过5个

  5. 表数据量少,可以不用建索引

  6. 尽量使用占用空间小的字段建索引

  7. 用idx_或unx_等前缀命名索引,方面查找

  8. 删除没用的索引,因为它会占一定空间

四. 彩蛋:

特别说明:索引失效除了上述的常见问题之外, mysql 通过索引扫描的行记录数超过全表的 10%~30% 左右,优化器也可能不会走索引,自动变成全表扫描。

送给大家一个避坑口诀:

  • 全职匹配我最爱,最左前缀要遵守

  • 带头大哥不能死,中间兄弟不能断

  • 索引列上少计算,范围列后全失效

  • like百分写最右,覆盖索引不写*

  • 不等空值还有or 索引影响要注意;

  • 字符字段引号不能丢,sql优化有诀窍。

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