MySQL中 IS NULLIS NOT NULL!= 能用上索引吗？

Posted 2022-04-19 niuben

看面试题的时候，总能看到mysql在什么情况下用不上索引，如下：

MySQL的WHERE子句中包含 IS NULL、IS NOT NULL、!= 这些条件时便不能使用索引查询，只能使用全表扫描。

看到网上有验证，搬过来让大家看看，结构如下：

CREATE TABLE s1 (
    id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    key1 VARCHAR(100),
    key2 VARCHAR(100),
    key3 VARCHAR(100),
    key_part1 VARCHAR(100),
    key_part2 VARCHAR(100),
    key_part3 VARCHAR(100),
    common_field VARCHAR(100),
    PRIMARY KEY (id),
    KEY idx_key1 (key1),
    KEY idx_key2 (key2),
    KEY idx_key3 (key3),
    KEY idx_key_part(key_part1, key_part2, key_part3)
) Engine=InnoDB CHARSET=utf8;

这个表里有10000条记录：

mysql> SELECT COUNT(*) FROM s1;
+----------+
| COUNT(*) |
+----------+
|    10000 |
+----------+
1 row in set (0.00 sec)

下边贴几个图：

上边几个查询语句的WHERE子句中用了IS NULL、IS NOT NULL、!=这些条件，但是从它们的执行计划中可以看出来，这些语句都采用了相应的二级索引执行查询，而不是使用所谓的全表扫描，谣言不攻自破。当然，戳破这些谣言并不是本文的目的，本文来更细致的分析一下这些查询到底是怎么执行的。

NULL值是怎么在记录中存储的

在MySQL中，每一条记录都有它固定的格式，我们以InnoDB存储引擎的Compact行格式为例，来看一下NULL值是怎样存储的。在Compact行格式下，一条记录是由下边这几个部分构成的：

新建一个称之为record_format_demo的表：

CREATE TABLE record_format_demo (
     c1 VARCHAR(10),
     c2 VARCHAR(10) NOT NULL,
     c3 CHAR(10),
     c4 VARCHAR(10)
 ) CHARSET=ascii ROW_FORMAT=COMPACT;

因为我们的重点是NULL值是如何存储在记录中的，所以重点唠叨一下行格式的NULL值列表部分。存储NULL值的过程如下：
1.首先统计表中允许存储NULL的列有哪些。

我们前边说过，主键列、被NOT NULL修饰的列都是不可以存储NULL值的，所以在统计的时候不会把这些列算进去。比方说表record_format_demo的3个列c1、c3、c4都是允许存储NULL值的，而c2列是被NOT NULL修饰，不允许存储NULL值。

2.如果表中没有允许存储NULL的列，则NULL值列表也不存在了，否则将每个允许存储NULL的列对应一个二进制位，二进制位按照列的顺序逆序排列，二进制位表示的意义如下：

因为表record_format_demo有3个值允许为NULL的列，所以这3个列和二进制位的对应关系就是这样：

再一次强调，二进制位按照列的顺序逆序排列，所以第一个列c1和最后一个二进制位对应。

二进制位的值为1时，代表该列的值为NULL。
二进制位的值为0时，代表该列的值不为NULL。
设计InnoDB的大叔规定NULL值列表必须用整数个字节的位表示，如果使用的二进制位个数不是整数个字节，则在字节的高位补0。

表record_format_demo只有3个值允许为NULL的列，对应3个二进制位，不足一个字节，所以在字节的高位补0，效果就是这样：

以此类推，如果一个表中有9个允许为NULL，那这个记录的NULL值列表部分就需要2个字节来表示了。

假设我们现在向record_format_demo表中插入一条记录：

INSERT INTO record_format_demo(c1, c2, c3, c4)
    VALUES('eeee', 'fff', NULL, NULL);

这条记录的c1、c3、c4这3个列中c3和c4的值都为NULL，所以这3个列对应的二进制位的情况就是：

所以这记录的NULL值列表用十六进制表示就是：0x06。