《MySQL面试小抄》索引失效场景验证

Posted 2021-05-09 囧么肥事

我是肥哥，一名不专业的面试官！

我是囧囧，一名积极找工作的小菜鸟！

囧囧表示：小白面试最怕的就是面试官问的知识点太笼统，自己无法快速定位到关键问题点！！！

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本期主要面试考点

面试官考点之什么情况下会索引失效？

本期验证以下索引失效的常见场景

1、like通配符，左侧开放情况下，全表扫描
2、or条件筛选，可能会导致索引失效
3、where中对索引列使用mysql的内置函数，一定失效
4、where中对索引列进行运算（如，+、-、*、/），一定失效
5、类型不一致，隐式的类型转换，导致的索引失效
6、where语句中索引列使用了负向查询，可能会导致索引失效。负向查询包括：NOT、!=、<>、!<、!>、NOT IN、NOT LIKE等，其中：!< !> SQLServer语法。
7、索引字段可以为null，使用is null或is not null时，可能会导致索引失效
8、隐式字符编码转换导致的索引失效
9、联合索引中，where中索引列违背最左匹配原则，一定会导致索引失效
10、MySQL优化器的最终选择，不走索引

验证准备

准备数据表，同时建立普通索引 idx_user_name

CREATE TABLE `t_user` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `user_name` varchar(32) CHARACTER DEFAULT NULL COMMENT '用户名',
  `address` varchar(255) CHARACTER DEFAULT NULL COMMENT '地址',
  `create_time` datetime DEFAULT NULL ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

插入1万条数据（注意：数据多些，mysql不走索引情况之一是 数据量非常少，MySQL 查询优化器认为全表扫描比使用索引更快，导致索引失效，explain检查是否使用索引时，发现无法走索引）

-- 创建存储过程，插入10000用户信息
CREATE PROCEDURE user_insert()
-- 定义存储过程开始
BEGIN
    -- 定义变量 i ，int 类型，默认值为 1
    DECLARE i INT DEFAULT 1;

    WHILE i <= 10000
        -- 定义循环内执行命令
        DO INSERT INTO t_user(id, user_name, address, create_time) VALUES(i, CONCAT('mayun', i), CONCAT('浙江杭州', i), now());
        SET i=i+1;
    END WHILE;

    COMMIT;
END;
-- 定义存储过程结束


-- 调用存储工程
CALL user_insert();

一、OR索引失效验证

好多人说where条件中使用 or，那么索引一定失效，是否正确？

OR 连接的是同一个字段，相同走索引

explain select * from t_user where user_name = 'mayun10' or user_name = 'mayun1000'

OR 连接的是两个不同字段，不同索引失效

explain select * from t_user where user_name = 'mayun10' or address = '浙江杭州12'

给address列增加索引

alter table t_user add index idx_address (address)

OR 连接的是两个不同字段，如果两个字段皆有索引，走索引

验证总结

or 可能会导致索引失效，并非一定，这里涉及到MySQL index merge 技术。

1、MySQL5.0之前，查询时一个表一次只能使用一个索引，无法同时使用多个索引分别进行条件扫描。

2、但是从5.1开始，MySQL引入了 index merge 优化技术，对同一个表可以使用多个索引分别进行条件扫描。然后将它们各自的结果进行合并(intersect/union)。

or索引生效有哪些情况？

第一种 or两边连接的是同一个索引字段

第二种 or两边连接的是两个索引字段，即两个字段分别都建立了索引

二、LIKE通配符索引失效验证

一个最常见的查询场景，建立idx_user_name索引

select * from t_user where user_name like '%mayun100%';

这条查询是否走索引？

select * from t_user where user_name like 'mayun100%';

这条查询是否走索引？

验证总结

like 通配符特性是可以左右开闭匹配查询

当左边开放使用 % 或者 _ 匹配的时候都不会走索引,会进行全表扫描

为什么左开情况下会索引失效?请介绍一下原理！

我们知道建立索引后，MySQL会建立一棵 有序的B+Tree,索引树是有序的，索引列进行查询匹配时是从左到右进行匹配。使用 % 和 _ 匹配，这表示左边匹配值是不确定的。不确定，意味着充满可能， 怎么比较？

当然只能一个一个的比较，那就相当于，全匹配了，全匹配在优化器看来，与其走索引树查询，再进行不断的回表操作，还不如直接进行全表扫描划算！

三、where中对索引列使用mysql的内置函数

建立 idx_age 索引，

alter table t_user add index idx_age(age);

不使用内置函数

explain select * from t_user where age = 80

使用内置函数

explain select * from t_user where abs(age) = 80

验证总结

如果对索引字段做了函数操作，可能会破坏索引值的有序性，因此优化器就决定放弃走树搜索功能。

MySQL 无法再使用索引快速定位功能，而只能使用全索引扫描。

四、where中对索引列进行运算（如，+、-、*、/），一定失效

不涉及索引列的运算

alter table t_user add index idx_age(age);
explain select * from t_user where age = 80;

索引列进行运算操作

explain select * from t_user where age + 5 = 80

五、类型不一致，隐式的类型转换，导致的索引失效

alter table t_user add index idx_user_name(user_name);

explain select * from t_user where user_name = 'mayun1';

修改数据，再次explain

update t_user set user_name = '100' where user_name = 'mayun1';
explain select * from t_user where user_name = 100;

user_name = 100 ，因为user_name 字段定义的是varchar，索引在where进行匹配时会先隐式调用 case() 函数进行类型转换 将匹配条件变成，user_name = '100'

六、where语句中索引列使用了负向查询，可能会导致索引失效。

负向查询包括：NOT、!=、<>、!<、!>、NOT IN、NOT LIKE等，其中：!< !> SQLServer语法。

alter table t_user add index idx_age(age);
explain select * from t_user where age in (100, 50);

explain select * from t_user where age not in (100, 50);

七、索引字段可以为null，使用is null或is not null时，可能会导致索引失效

第一种情况，表结构规定允许user_name 字段可以为null

explain select * from t_user where user_name is null;

explain select * from t_user where user_name is not null;

第二种情况，表结构规定user_name 字段不可以为null

explain select * from t_user where user_name is null;

explain select * from t_user where user_name is not null;

八、隐式字符编码转换导致的索引失效

当两个表进行连接JOIN 时，如果两张表的字符编码不同，可能会导致索引失效。

这个索引失效场景尚未遇到，网上很多文章说会导致索引失效，查阅发现大量的博客说UTF8mb4字符集的表mb4与UTF8字符集的表utf8 关联会产生索引失效的问题，但是我根据大量博文所述操作，发现暂时还是无法复现，读者可自行查阅。

九、联合索引中，where中索引列违背最左匹配原则，一定会导致索引失效

  
    
    
  

   
     
     
   
创建联合索引 idx_user_name_deposit，遵循最左匹配原则
  
    
    
  
alter table t_user add index idx_user_name_deposit(user_name, deposit);

explain select * from t_user where user_name like 'mayun86%'

遵循最左匹配之 a b 类型

explain select * from t_user where user_name like 'mayun86%' and deposit = 5620.26;

调换索引位置，测试联合索引书写规则

explain select * from t_user where deposit = 5620.26 and user_name like 'mayun86%';

违反最左匹配原则，索引失效

explain select * from t_user where deposit = 5620.26;

验证总结

联合索引依据最左匹配原则建立索引树，在查询时依据联合索引顺序依次匹配索引值，查询时如果违背最左匹配原则，将导致索引失效。

假设建立索引 idx_a_b_c，相当于建立了 (a), (a,b), (a,b,c)三个索引

查询匹配时匹配顺序是 a b c 

查询时如果没有 a 字段筛选，那么索引将失效

举栗子，走索引情况

select * from test where a=1 
select * from test where a=1 and b=2 
select * from test where a=1 and b=2 and c=3

索引失效呢？

select * from test where b=2 and c=3

联合索引如果要走索引，查询条件中必须要包含第一个索引，否则索引失效

select * from test where b=1 and a=1

select * from test where m='222' and a=1

这两条查询走索引的原因是什么？

最左前缀指的是查询时匹配索引列要按照联合索引创建的顺序，但是在书写时不需要严格按照联合索引创建的顺序，MySQL优化器会自动调整，所以上面两条查询索引有效！

十、MySQL优化器的最终选择，不走索引

explain select * from t_user where age > 99;

explain select * from t_user where age > 59;

验证总结

MySQL查询索引失效的情况有很多，即使其他情况都规避，但是在经过了优化器的确定查询方案的时候，依然可能索引失效。

优化器会考虑 查询成本，来确认它认为的 最佳方案来执行查询。 当数据量较少，或者需要访问行很多的时候，优化器会认为走索引树来进行回表，还不如直接进行全表扫描的时候，优化器将会抛弃走索引树。