MySQL从入门到精通高级篇（二十六）建了索引就能用么？我看未必。来看看几种索引失效的情况吧

Posted 2022-11-10 码农飞哥

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了MySQL从入门到精通高级篇（二十六）建了索引就能用么？我看未必。来看看几种索引失效的情况吧相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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1. 简介

上一篇文章我们介绍了
【MySQL从入门到精通】【高级篇】（二十五）EXPLAIN中ref、rows、filtered、Extra字段的剖析通过前面几篇文章的学习，相信小伙伴们对EXPLAIN命令有了一个更加深入理解。这篇文章我们将来学习索引失效的11种情况。有时候并不是说加了索引，就一定能用上索引，还是要具体情况具体分析。

都有哪些维度可以进行数据库调优？简而言之：

索引失效，没有充分利用到索引—索引建立
关联查询太多JOIN （设计缺陷或不得已的需求） — SQL优化
服务器调优及各个参数设置（缓冲，线程数等）---- 调整my.cnf
数据过多 ----分库分表

关于数据库调优的知识点非常分散，不同的DBMS，不同的公司，不同的职位，不同的项目遇到的问题都不尽相同。
虽然SQL查询优化的技术有很多，但是大方向上完全可以分成物理查询优化和逻辑查询优化 两大块。

物理查询优化是通过索引和表连接方式等技术来进行优化，这里重点需要掌握索引的使用。
逻辑查询优化就是通过等价变换提升查询效率，直白一点就是说，换一种查询写法执行效率可能更高。

2. 数据准备

学生表（student）插入50万条数据，班级表（class）插入1万条数据。

2.1. 建表

-- 班级表
CREATE TABLE class(
  id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
	classname VARCHAR(30) DEFAULT NULL,
	address VARCHAR(40) DEFAULT NULL,
	monitor INT NULL,
 PRIMARY KEY(id)
)ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

-- 学生表
CREATE TABLE student(
 id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 stuno INT NOT NULL,
 name VARCHAR(20) DEFAULT NULL,
 age INT(3) DEFAULT NULL,
 classId INT(11) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY(id)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

2.2. 设置参数

命令开启，允许创建函数设置：

set global log_bin_trust_function_creators=1;  #不加global只是当前窗口有效

2.3. 创建函数

保证每条数据都不同

CREATE FUNCTION `rand_string`(n INT) RETURNS varchar(255) CHARSET utf8 COLLATE utf8_unicode_ci
BEGIN
  DECLARE chars_str VARCHAR(100) DEFAULT 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';
	DECLARE return_str VARCHAR(255) DEFAULT '';
	DECLARE i INT DEFAULT 0;
	WHILE i<n DO 
	  SET return_str=CONCAT(return_str,SUBSTRING(chars_str,FLOOR(1+RAND()*52),1));
		SET i=i+1;
	END WHILE;
	RETURN return_str;
END

随机生成班级编号

CREATE FUNCTION `rand_num`(from_num INT,to_num INT) RETURNS int(11)
BEGIN
	DECLARE i INT DEFAULT 0;
	SET i=FLOOR(from_num+RAND()*(to_num-from_num+1));
	RETURN i;
END

2.4. 创建存储过程

创建往student表中插入数据的存储过程

-- 创建往student表中插入数据的存储过程
DELIMITER //
CREATE PROCEDURE insert_stu(START INT,max_num INT)
BEGIN
	DECLARE i INT DEFAULT 0;
	SET autocommit=0; #设置手动提交事务
	REPEAT #循环
	SET i=i+1; #赋值
	INSERT INTO student(stuno,name,age,classId) VALUES
	((START+i),rand_string(6),rand_num(1,50),rand_num(1,1000));
	UNTIL i=max_num
	END REPEAT;
	COMMIT; #提交事务
END //
DELIMITER;

创建往class表中插入数据的存储过程

DELIMITER //
CREATE PROCEDURE insert_class(max_num INT) 
BEGIN
	DECLARE i INT DEFAULT 0;
	SET autocommit=0; #设置手动提交事务
	REPEAT #循环
	SET i=i+1; #赋值
	INSERT INTO class(classname,address,monitor) VALUES
	(rand_string(8),rand_string(10),rand_num(1,100000));
	UNTIL i=max_num
	END REPEAT;
COMMIT;
END //
DELIMITER;

2.5. 调用存储过程

class

-- 执行存储过程,往class表添加1万条数据
CALL insert_class(10000);

student

CALL insert_stu(100000, 500000);

3. 索引失效的情况

mysql中提高性能的一个最有效的方式是对数据表设计合理的索引。索引提供了高效访问数据的方法，并且加快了查询的速度，因此索引对查询的速度有着至关重要的影响。

使用索引可以快速地定位表中的某条记录，从而提高数据库查询的速度，提高数据库的性能。
如果查询时没有使用索引，查询语句就会扫描表中的全部记录。在数据量大的情况下，这样查询的速度会很慢。

大多数情况下都默认采用B+树来构建索引，只是空间列类型的索引使用R树，并且MEMORY表还支持hash索引。

其实用不用索引最终都是优化器说了算，优化器是基于什么的优化器？基于cost开销（CostBaseOptimizer）, 它不是基于规则（Rule-BaseOptimizer），也不是基于语义。怎么样开销小就怎么样来。另外，SQL语句是否使用索引，跟数据库版本，

3.1. 索引使用的简单说明

全值匹配的话，如果在字段上添加索引，那么可以使用到索引
最佳左前缀法则：即在MySQL建立联合索引的时会遵循最佳左前缀匹配原则，即最左优先，在检索数据时从联合索引的最左边开始匹配。
举例：
在student表中建立一个联合索引

CREATE INDEX idx_age_classid_name ON student(age,classId,name);

直接使用 name 字段进行查询的话则不能使用索引，不明白原理的话可以看下【MySQL从入门到精通】【高级篇】（七）设计一个索引&InnoDB中的索引方案，简单的说，就是在构建索引是是从最左边的字段开始构建的。

-- 不能使用到索引
EXPLAIN SELECT * FROM  student WHERE `name`='张三';

能使用索引的情况：

-- 能使用到索引(其中一个字段)
EXPLAIN SELECT * FROM student WHERE age=19 AND `name`='张三';
-- 能使用到索引(其中两个字段)
EXPLAIN SELECT * FROM student WHERE age=19 AND `classId`=111;

从key_len 字段的值就能够验证我们的结论。
结论：MySQL可以为多个字段创建索引，一个索引可以包含16个字段，对于多列索引，过滤条件要使用索引必须按照索引建立时的顺序，依次满足，一旦跳过某个字段，索引后面的字段都无法被使用。 如果查询条件中没有使用这些字段中第一个个字段时，多列（或联合）索引不会被使用。
Aibaba《Java开发手册》中指出：索引文件具有B+树的最左前缀匹配特性，如果左边的值未确定，那么无法使用此索引。

主键插入顺序
对于一个使用InnoDB存储引擎的表来说，在我们没有显式的创建索引时，表中的数据实际上都是存储在聚簇索引的叶子节点的。而记录又是存储在数据页中的，数据页和记录又是按照主键值从小到大的顺序进行排序，所以我们插入的记录的主键值依次增大的。那我们每插入满一个数据页就换到下一个数据页继续插入，如果我们插入的主键值忽大忽小的话，就比较麻烦了，假设某个数据页存储的记录已经满了，它存储的主键值在1~100之间：

可这个数据页已经满了，在插进来咋办呢？我们需要把当前页面分裂成两个页面，把本页中的一些记录移动到新创建的这个页中。页面分裂和记录移位意味着什么？意味着：性能损耗！所以如果我们想尽量避免这样无谓的性能损耗，最好让插入的记录的主键值一次递增，这样就不会发生这样的性能损耗了，所以我们建议：让主键具有AUTO_INCREMENT。

3.2. 计算、函数、类型转换（自动或手动）导致索引失效

在MySQL中对查询字段使用函数，或者对字段进行统计，又或者发生隐式转换的情况下会导致索引失效。

3.2.1. 在字段上使用计算

在查询字段上使用计算时，即使该字段上创建了索引，MySQL也不能使用该索引。举例如下：

-- 创建索引
CREATE INDEX idx_stuno ON student(stuno);
-- 不使用计算，能使用索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE stuno=100007;
-- 使用计算，不能使用索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE stuno+1=100007;

3.2.2. 使用函数

在student表的name字段上创建索引idx_name，查询name字段的前缀是abc开头的字段，第一个查询没有使用函数，第二个查询在查询字段上使用了字段。举例如下：

-- 创建索引
CREATE INDEX idx_name ON student(NAME);
-- 不使用函数，能使用索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE student.`name` LIKE 'abc%';
-- 使用函数，不能使用索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE LEFT(student.`name`,3)='abc';

3.2.3. 类型转换导致索引失效

student 表的name字段的数据类型是varchar类型，正常的话需要传入一个字符串，如果我们传入一个数字给该字段会发生什么呢？

-- 没有类型转换，索引有效
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE name='VcByPC';
-- 有类型转换的情况，索引失效
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE name=111111;

3.3. 范围条件右边的列索引失效

让我们先来看一个例子：

-- 删除其他索引
ALTER TABLE student DROP INDEX idx_name;
ALTER TABLE student DROP INDEX idx_stuno;
-- 创建一个联合索引
CREATE INDEX idx_classid_age_name ON student(classId,age,name);
-- 正常使用索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE classId='1211' AND age=10 and NAME='VcByPC';
-- 范围条件右边的列索引失效
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE classId='1211' AND age>10 and NAME='VcByPC';

首先，创建一个名为idx_classid_age_name的联合索引，列的顺序是classId,age,name。
接着两个查询都是用到了这三个列作为查询条件，两者唯一的区别第一个查询是全值匹配，而第二个查询中 age的查询条件是age>10 是一个范围条件，让我们来看看最终的效果：

从效果图可以看出，两个查询都使用到了联合索引idx_classid_age_name，两者的区别在于key_len字段差别很大，第一个查询的key_len有73=20*3+1+2+5+5，因为 name字段的类型varchar(20)，长度为20，在utf-8中一个字符占用3个字节，那么就是20*3，并且name有可能为空就需要加1，而且name字段是变长的，那么需要1个字节存储长度，存储索引1个字节。而classId字段和age字段都是int类型，utf8中int类型占用4个字节，存储索引信息1个字节，而第二个查询的key_len则只有10。

应用开发中范围查询，例如：金额查询，日期查询往往都是范围查询。应将查询条件放置where语句最后。

3.4. 不等于索引失效

字段的条件是不等于的情况下，在字段上建立的索引会失效。

-- 创建索引
CREATE INDEX idx_stuno ON student(stuno);
-- 等于，能使用索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE stuno=100007;
-- 不等于，不能使用索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE stuno!=100007;

等于查询是精确的等值查询，能直接用上在该字段上建的索引，而不等于查询在是范围查询，需要全表遍历。

3.5. is not null 不能使用索引（is null可以使用索引）

如下在name字段上建立索引之后，一个查询的条件是：name IS NULL，另一个查询的条件是： NAME IS NOT NULL 。

CREATE INDEX idx_name ON student(NAME);
-- IS NULL可以触发索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE `name` IS NULL;
-- IS NOT NULL不能触发索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE NAME IS NOT NULL;

结果如上图所示：IS NULL可以触发索引，而IS NOT NULL 则无法触发索引。由此我们可以得出如下结论：最好在设计数据表就将字段设置为 NOT NULL 约束，比如你可以将INT类型的字段，默认值设置为0，将字符串类型的默认值设置为空字符串（’ '）。
同理，在查询中使用 not like 也无法使用索引，导致全表查询。

3.6. like （左匹配能使用索引，右匹配或者全模糊查询不能使用索引）

在使用 LIKE 关键字进行查询的查询语句中，如果匹配字符串的第一个字符为**‘%’,索引就不会起作用，只有’%'** 不在第一个位置，索引才会起作用。

-- 左匹配，能使用索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE `name` LIKE 'abc%';

-- 右匹配，不能使用索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE `name` LIKE '%abc';

在用like进行模糊查询时，建议使用左匹配，禁用全模糊查询，遇到全模糊查询时应该考虑走索引。

3.7. OR 前后存在非索引的列

在WHERE子句中，如果在OR前的条件进行索引，而在OR后的条件列没有进行索引，那么索引会失效，也就是说，OR前后的两个条件中的列都是索引时，查询中才使用索引。

因为OR的含义就是两个只要满足一个即可，因此只有一个条件里进行了索引是没有意义的。只要有条件列没有进行索引，就会进行全表扫描。因此索引也会失效。

-- 未使用索引
EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE * FROM student WHERE `name`='VcByPC' OR age=10;

总结

本文详细介绍了索引失效的六种情况，其实大家也不用去背诵这几种情况，只需要深入的理解索引的结构就能够想明白。MySQL的InnoDB的索引本质上是一个平衡多叉树，按照索引字段的大小从小到大构建。尤其适合唯一性高的字段的全值匹配查询。

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文章目录

1. 简介

1. 简介

2. 数据准备

2.1. 建表

2.2. 设置参数

2.3. 创建函数

2.4. 创建存储过程

2.5. 调用存储过程

3. 索引失效的情况

3.1. 索引使用的简单说明

3.2. 计算、函数、类型转换（自动或手动）导致索引失效

3.2.1. 在字段上使用计算

3.2.2. 使用函数

3.2.3. 类型转换导致索引失效

3.3. 范围条件右边的列索引失效

3.4. 不等于索引失效

3.5. is not null 不能使用索引（is null可以使用索引）

3.6. like （左匹配能使用索引，右匹配或者全模糊查询不能使用索引）

3.7. OR 前后存在非索引的列

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