MySQL命中索引代码实验案例

Posted 2022-11-29 流楚丶格念

文章目录

• 数据准备
• • 索引用于排序
  • 索引用于 where 筛选
  • 索引条件下推
  • 二级索引覆盖
  • 索引其它注意事项

数据准备

准备大量数据：数据行数 100 万条，列个数 15 列。
便于我们更清晰的进行测试：

1. 修改 mysql 配置文件，在 [mysqld] 下添加 secure_file_priv= 重启 MySQL 服务器，让选项生效

2. 执行 db.sql 内的脚本，建表

3. 执行 LOAD DATA INFILE 'D:\\\\big_person.txt' INTO TABLE big_person; 注意实际路径根据情况修改

   • 测试表 big_person（此表数据量较大，如果与其它表数据一起提供不好管理，故单独提供），数据行数 100 万条，列个数 15 列。为了更快速导入数据，这里采用了 load data infile 命令配合 *.txt 格式数据

数据文件：https://download.csdn.net/download/weixin_45525272/86453420

索引用于排序

/* 测试单列索引并不能在多列排序时加速 */
create index first_idx on big_person(first_name);
create index last_idx on big_person(last_name);
explain select * from big_person order by last_name, first_name limit 10; 

/* 多列排序需要用组合索引 */
alter table big_person drop index first_idx;
alter table big_person drop index last_idx;
create index last_first_idx on big_person(last_name,first_name);

/* 多列排序需要遵循最左前缀原则, 第1个查询可以利用索引，第2,3查询不能利用索引 */
explain select * from big_person order by last_name, first_name limit 10; 
explain select * from big_person order by first_name, last_name limit 10; 
explain select * from big_person order by first_name limit 10; 

/* 多列排序升降序需要一致，查询1可以利用索引，查询2不能利用索引*/
explain select * from big_person order by last_name desc, first_name desc limit 10; 
explain select * from big_person order by last_name desc, first_name asc limit 10; 

最左前缀原则

若建立组合索引 (a,b,c)，则可以利用到索引的排序条件是：

• order by a
• order by a, b
• order by a, b, c

索引用于 where 筛选

• 参考 https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/multiple-column-indexes.html

/* 模糊查询需要遵循字符串最左前缀原则，查询2可以利用索引，查询1,3不能利用索引 */
explain SELECT * FROM big_person WHERE first_name LIKE 'dav%' LIMIT 5;
explain SELECT * FROM big_person WHERE last_name LIKE 'dav%' LIMIT 5;
explain SELECT * FROM big_person WHERE last_name LIKE '%dav' LIMIT 5;

/* 组合索引需要遵循最左前缀原则，查询1,2可以利用索引，查询3,4不能利用索引 */
create index province_city_county_idx on big_person(province,city,county);
explain SELECT * FROM big_person WHERE province = '上海' AND city='宜兰县' AND county='中西区';
explain SELECT * FROM big_person WHERE county='中西区' AND city='宜兰县' AND province = '上海';
explain SELECT * FROM big_person WHERE city='宜兰县' AND county='中西区';
explain SELECT * FROM big_person WHERE county='中西区';

/* 函数及计算问题，一旦在字段上应用了计算或函数，都会造成索引失效。查询2可以利用索引，查询1不能利用索引 */
create index birthday_idx on big_person(birthday);
explain SELECT * FROM big_person WHERE ADDDATE(birthday,1)='2005-02-10';
explain SELECT * FROM big_person WHERE birthday=ADDDATE('2005-02-10',-1);

/* 隐式类型转换问题
	* 查询1会发生隐式类型转换等价于在phone上应用了函数，造成索引失效
	* 查询2字段与值类型相同不会类型转换，可以利用索引
*/
create index phone_idx on big_person(phone);
explain SELECT * FROM big_person WHERE phone = 13000013934;
explain SELECT * FROM big_person WHERE phone = '13000013934';

最左前缀原则（leftmost prefix）

若建立组合索引 (a,b,c)，则可以利用到索引的查询条件是：

• where a = ?
• where a = ? and b = ? （注意与条件的先后次序无关，也可以是 where b = ? and a = ?，只要出现即可）
• where a = ? and b = ? and c = ? （注意事项同上）

不能利用的例子：

• where b = ?
• where b = ? and c = ?
• where c = ?

特殊情况：

• where a = ? and c = ?（a = ? 会利用索引，但 c = ? 不能利用索引加速，会触发索引条件下推）

索引条件下推

• 参考 https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/index-condition-pushdown-optimization.html

/* 查询 1,2,3,4 都能利用索引，但 4 相当于部分利用了索引，会触发索引条件下推 */
explain SELECT * FROM big_person WHERE province = '上海';
explain SELECT * FROM big_person WHERE province = '上海' AND city='嘉兴市';
explain SELECT * FROM big_person WHERE province = '上海' AND city='嘉兴市' AND county='中西区';
explain SELECT * FROM big_person WHERE province = '上海' AND county='中西区';

索引条件下推

• MySQL 执行条件判断的时机有两处：
  • 服务层（上层，不包括索引实现）
  • 引擎层（下层，包括了索引实现，可以利用）
  • 上面查询 4 中有 province 条件能够利用索引，在引擎层执行，但 county 条件仍然要交给服务层处理
• 在 5.6 之前，服务层需要判断所有记录的 county 条件，性能非常低
• 5.6 以后，引擎层会先根据 province 条件过滤，满足条件的记录才在服务层处理 county 条件

我们现在用的是 5.6 以上版本，所以没有体会，可以用下面的语句关闭索引下推优化，再测试一下性能

SET optimizer_switch = 'index_condition_pushdown=off';
SELECT * FROM big_person WHERE province = '上海' AND county='中西区';

二级索引覆盖

explain SELECT * FROM big_person WHERE province = '上海' AND city='宜兰县' AND county= '中西区';
explain SELECT id,province,city,county FROM big_person WHERE province = '上海' AND city='宜兰县' AND county='中西区';

根据查询条件查询 1，2 都会先走二级索引，但是二级索引仅包含了 (province, city, county) 和 id 信息

• 查询 1 是 select *，因此还有一些字段二级索引中没有，需要回表（查询聚簇索引）来获取其它字段信息
• 查询 2 的 select 中明确指出了需要哪些字段，这些字段在二级索引都有，就避免了回表查询

索引其它注意事项

• 表连接需要在连接字段上建立索引
• 不要迷信网上说法，具体情况具体分析

例如：

create index first_idx on big_person(first_name);

/* 不会利用索引，因为优化器发现查询记录数太多，还不如直接全表扫描 */
explain SELECT * FROM big_person WHERE first_name > 'Jenni';

/* 会利用索引，因为优化器发现查询记录数不太多 */
explain SELECT * FROM big_person WHERE first_name > 'Willia';

/* 同一字段的不同值利用 or 连接，会利用索引 */
explain select * from big_person where id = 1 or id = 190839;

/* 不同字段利用 or 连接，会利用索引(底层分别用了两个索引) */
explain select * from big_person where first_name = 'David' or last_name = 'Thomas';

/* in 会利用索引 */
explain select * from big_person where first_name in ('Mark', 'Kevin','David'); 

/* not in 不会利用索引的情况 */
explain select * from big_person where first_name not in ('Mark', 'Kevin','David');

/* not in 会利用索引的情况 */
explain select id from big_person where first_name not in ('Mark', 'Kevin','David');

• 以上实验基于 Mysql 5.7.27，其它如 !=、is null、is not null 是否使用索引都会跟版本、实际数据相关，以优化器结果为准