联合索引
讲联合索引,一定要扯最左匹配原则!
最左匹配原则
所谓最左原则指的就是如果你的 SQL 语句中用到了联合索引中的最左边的索引,那么这条 SQL 语句就可以利用这个联合索引去进行匹配,值得注意的是,当遇到范围查询(>、<、between、like)就会停止匹配。
比如,如果创建了一个 (a, b, c) 联合索引,如果查询条件是以下这几种,就可以匹配上联合索引:
- where a=1;
- where a=1 and b=2 and c=3;
- where a=1 and b=2;
需要注意的是,因为有查询优化器,所以 a 字段在 where 子句的顺序并不重要。
- where b=2 and a=1
也是能匹配到索引的,因为Mysql有优化器会自动调整a,b的顺序与索引顺序一致
但是,如果查询条件是以下这几种,因为不符合最左匹配原则,所以就无法匹配上联合索引,联合索引就会失效:
- where b=2;
- where c=3;
- where b=2 and c=3;
上面这些查询条件之所以会失效,是因为(a, b, c) 联合索引,是先按 a 排序,在 a 相同的情况再按 b 排序,在 b 相同的情况再按 c 排序。所以,b 和 c 是全局无序,局部相对有序的,这样在没有遵循最左匹配原则的情况下,是无法利用到索引的。
联合索引范围查询
联合索引有一些特殊情况,并不是查询过程使用了联合索引查询,就代表联合索引中的所有字段都用到了联合索引进行索引查询,也就是可能存在部分字段用到联合索引的 B+Tree,部分字段没有用到联合索引的 B+Tree 的情况。
这种特殊情况就发生在范围查询。联合索引的最左匹配原则会一直向右匹配直到遇到「范围查询」就会停止匹配。也就是范围查询的字段可以用到联合索引,但是在范围查询字段的后面的字段无法用到联合索引。
范围查询有很多种,那到底是哪些范围查询会导致联合索引的最左匹配原则会停止匹配呢?
接下来,举例几个范围查例子。
Q1: select * from t_table where a > 1 and b = 2,联合索引(a, b)哪一个字段用到了联合索引的 B+Tree?
由于联合索引(二级索引)是先按照 a 字段的值排序的,所以符合 a > 1 条件的二级索引记录肯定是相邻,于是在进行索引扫描的时候,可以定位到符合 a > 1 条件的第一条记录,然后沿着记录所在的链表向后扫描,直到某条记录不符合 a > 1 条件位置。所以 a 字段可以在联合索引的 B+Tree 中进行索引查询。
但是在符合 a > 1 条件的二级索引记录的范围里,b 字段的值是无序的。比如前面图的联合索引的 B+ Tree 里,下面这三条记录的 a 字段的值都符合 a > 1 查询条件,而 b 字段的值是无序的:
- a 字段值为 5 的记录,该记录的 b 字段值为 8;
- a 字段值为 6 的记录,该记录的 b 字段值为 10;
- a 字段值为 7 的记录,该记录的 b 字段值为 5;
因此,我们不能根据查询条件 b = 2 来进一步减少需要扫描的记录数量(b 字段无法利用联合索引进行索引查询的意思)。
所以在执行 Q1 这条查询语句的时候,对应的扫描区间是 (2, + ∞),形成该扫描区间的边界条件是 a > 1,与 b = 2 无关。
因此,Q1 这条查询语句只有 a 字段用到了联合索引进行索引查询,而 b 字段并没有使用到联合索引。
Q2: select * from t_table where a >= 1 and b = 2,联合索引(a, b)哪一个字段用到了联合索引的 B+Tree?
Q2 和 Q1 的查询语句很像,唯一的区别就是 a 字段的查询条件「大于等于」。
由于联合索引(二级索引)是先按照 a 字段的值排序的,所以符合 >= 1 条件的二级索引记录肯定是相邻,于是在进行索引扫描的时候,可以定位到符合 >= 1 条件的第一条记录,然后沿着记录所在的链表向后扫描,直到某条记录不符合 a>= 1 条件位置。所以 a 字段可以在联合索引的 B+Tree 中进行索引查询。
虽然在符合 a>= 1 条件的二级索引记录的范围里,b 字段的值是「无序」的,但是对于符合 a = 1 的二级索引记录的范围里,b 字段的值是「有序」的(因为对于联合索引,是先按照 a 字段的值排序,然后在 a 字段的值相同的情况下,再按照 b 字段的值进行排序)。
于是,在确定需要扫描的二级索引的范围时,当二级索引记录的 a 字段值为 1 时,可以通过 b = 2 条件减少需要扫描的二级索引记录范围(b 字段可以利用联合索引进行索引查询的意思)。也就是说,从符合 a = 1 and b = 2 条件的第一条记录开始扫描,而不需要从第一个 a 字段值为 1 的记录开始扫描。
所以,Q2 这条查询语句 a 和 b 字段都用到了联合索引进行索引查询。
实战
题型一
select * from table where a = 1 and b = 2 and c = 3;;
如何建立索引?
如果此题回答为对(a,b,c)建立索引,那都可以回去等通知了。 此题正确答法是,(a,b,c)或者(c,b,a)或者(b,a,c)都可以,重点要的是将区分度高的字段放在前面,区分度低的字段放后面。像性别、状态这种字段区分度就很低,我们一般放后面。
例如假设区分度由大到小为b,a,c。那么我们就对(b,a,c)建立索引。在执行sql的时候,优化器会 帮我们调整where后a,b,c的顺序,让我们用上索引。
题型二
select * from table where a>1 and b=2;
如何建立索引?
如果此题回答为对(a,b)建立索引,那都可以回去等通知了。 此题正确答法是,对(b,a)建立索引。如果你建立的是(a,b)索引,那么只有a字段能用得上索引,毕竟最左匹配原则遇到范围查询就停止匹配。 如果对(b,a)建立索引那么两个字段都能用上,优化器会帮我们调整where后a,b的顺序,让我们用上索引。
题型三
select * from table where a>1 and b=2 and c>3;
如何建立索引?
此题回答也是不一定,(b,a)或者(b,c)都可以。
题型四
select * from table where a=1 order by b;
如何建立索引?
这还需要想?一看就是对(a,b)建索引,当a = 1的时候,b相对有序,可以避免再次排序!
题型五
select * from table where a in (1,2,3) and b>1;
如何建立索引?
还是对(a,b)建立索引,因为IN在这里可以视为等值引用,不会中止索引匹配,所以还是(a,b)!