10.重新认识MySQL索引匹配过程

​ MySQL 的索引匹配过程是数据库查询优化中的关键部分。

10.1匹配规则

经过分析总结，MySQL 索引匹配的一般规则一共有：五种

• 等值匹配、最左匹配原则、列前缀匹配、匹配范围值、索引覆盖

1. 等值匹配：

   如果查询条件是等值匹配，即 = 操作符，MySQL 可以高效地使用索引来查找匹配的行。这种情况下，MySQL 会直接根据索引中的值找到匹配的记录。

2. 最左匹配原则：

   MySQL 的组合索引使用最左匹配原则，即只有当查询条件匹配索引的最左侧列时，索引才会被使用。例如，对于 (a, b, c) 的组合索引，查询条件只包含 a 或 a, b 或 a, b, c 才会使用索引。

   • mysql会一直向右匹配直到遇到范围查询(>、<)就停止匹配（注意：对于 >=、<=、BETWEEN、like 前缀匹配这四种范围查询，并不会停止匹配），
   • 比如a = 1 and b = 2 and c > 3 and d = 4
     • 如果建立(a,b,c,d)顺序的索引，d是用不到索引的，
     • 如果建立(a,b,d,c)的索引则都可以用到，a,b,d的顺序可以任意调整（建立索引时他们三个的顺序）

3. 列前缀匹配：

   可以匹配某一列值的开头部分：

   使用索引： explain select * from staffs where name like 'j%'  ；
   
   索引失效： explain select * from staffs where name like '%j%'  ；
   

4. 匹配范围值：

   可以查找某一范围的值：explain select * from staffs where name >‘Mary’ ；

5. 索引覆盖：

   如果查询的列都包含在索引中，并且查询不需要访问表数据，即可通过索引得到所有需要的信息，这种情况称为索引覆盖。索引覆盖可以提高查询性能，因为不需要访问表中的实际数据行。

   例子：

   explain select name，age，pos from staffs where name=‘张三’ and age=23 and pos =‘dev’;

10.2举例：联合索引遇到范围查询（>、<、between、like）

​ 参考链接：联合索引遇到范围查询(＞、＜、between、like)的情况

• 错误结论：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(>、<、between、like) 就会停止匹配。
• 正确结论：联合索引的最左匹配原则，在遇到范围查询（如 >、<）的时候，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后面的字段无法用到联合索引。但是，对于 >=、<=、BETWEEN、like 前缀匹配这四种范围查询，并不会停止匹配。

10.2.1例子一：>

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？

1. 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的，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
2. 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。
3. 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。
4. 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）。
5. 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。

10.2.2例子二：>=

Q2: select * from t_table where a >= 2 and b = 7，
联合索引（a, b）哪一个字段用到了联合索引的 B+Tree？

1. 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」。

2. 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）。

   

3. 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。

10.2.3例子三：between

Q3: SELECT * FROM t_table WHERE a BETWEEN 2 AND 8 AND b = 2，
联合索引（a, b）哪一个字段用到了联合索引的 B+Tree？

1. Q3 查询条件中 a BETWEEN 2 AND 8 的意思是查询 a 字段的值在 2 和 8 之间的记录。

2. 不同的数据库对 BETWEEN … AND 处理方式是有差异的。在MySQL 中，BETWEEN 包含了 value1 和 value2 边界值，类似于 >= and =<。

3. 虽然 a 字段使用了 BETWEEN 进行范围查询，但是联合索引的最左匹配原则并没有在遇到 a 字段的范围查询（ BETWEEN）后就停止匹配了，b 字段还是可以用到了联合索引的。

   

10.2.4例子四：like

Q4: SELECT * FROM t_user WHERE name like ‘j%’ and age = 22
联合索引（name, age）哪一个字段用到了联合索引的 B+Tree？

1. 由于联合索引（二级索引）是先按照 name 字段的值排序的，所以前缀为 ‘j’ 的 name 字段的二级索引记录都是相邻的， 于是在进行索引扫描的时候，可以定位到符合前缀为 ‘j’ 的 name 字段的第一条记录，然后沿着记录所在的链表向后扫描，直到某条记录的 name 前缀不为 ‘j’ 为止。
2. 所以 a 字段可以在联合索引的 B+Tree 中进行索引查询，形成的扫描区间是[‘j’,‘k’)。注意， j 是闭区间。如下图：

3. 虽然在符合前缀为 ‘j’ 的 name 字段的二级索引记录的范围里，age 字段的值是「无序」的，但是对于符合 name = j 的二级索引记录的范围里，age字段的值是「有序」的（因为对于联合索引，是先按照 name 字段的值排序，然后在 name 字段的值相同的情况下，再按照 age 字段的值进行排序）。

4. 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 name 字段值为 ‘j’ 时，可以通过 age = 22 条件减少需要扫描的二级索引记录范围（age 字段可以利用联合索引进行索引查询的意思）。

5. 也就是说，从符合 name = ‘j’ and age = 22 条件的第一条记录时开始扫描，而不需要从第一个 name 为 j 的记录开始扫描 。如下图的右边：

   

所以，Q4 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。