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Mysql5.7及8.0版本索引失效

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TIPS:

-- 创建测试表
DROP TABLE IF EXISTS `test_idx`;
CREATE TABLE `test_idx` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `unique_idx` int(11) NOT NULL,
  `notnull_idx` int(11) NOT NULL,
  `str_idx` varchar(20) DEFAULT NULL,
  `normal_idx` int(11) DEFAULT NULL,
  `str_col` varchar(10) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `idx_unique_idx` (`unique_idx`),
  KEY `idx_str_idx` (`str_idx`),
  KEY `idx_normal_idx` (`normal_idx`) USING BTREE
) DEFAULT CHARSET=utf8;

-- 插入几条测试数据,因为当表里没有数据时,部分使用到索引的情况会失效。
INSERT INTO test_idx VALUES 
(1,1,'1',1,'111'),
(2,2,'2',2,'222'),
(3,3,'3',3,'333')

一个独立索引

1、使用like且在左边有“%”。

-- 无法使用索引
    EXPLAIN select * from test_idx where bid like '%1%';
-- 可以使用索引
    EXPLAIN select * from test_idx where bid like '1%';

2、隐式类型转换,索引字段与条件或关联字段的类型不一致。

-- 无法使用索引
    EXPLAIN select * from test_idx where bid = 1;
-- 可以使用索引
    EXPLAIN select * from test_idx where bid = '1';

3、条件中对索引列进行运算或使用函数

-- 无法使用索引
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE SUBSTR(bid, 1) = '1';
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE id - 1 = 1;
-- 可以使用索引
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE id = 4 - 2;
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE id = TIME_TO_SEC(1);

4、不可空索引使用 is not null,仅当查询列只有该索引列时会使用索引

-- 无法使用索引
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE notnull_idx IS NOT NULL;
-- 可以使用索引
    EXPLAIN SELECT notnull_idx FROM test_idx WHERE notnull_idx IS NOT NULL;
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx IS NOT NULL;

5、使用OR且存在非索引列

-- 无法使用索引
EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE id > 1 OR str_col = '1';
-- 使用OR时,OR包含的所有列必须都是独立索引才有可能用到索引

6、使用 NOT IN、IN、IS NULL、IS NOT NULL,且返回值中不止包含条件索引列。

-- 部分情况下可以使用索引 
-- 当表里没有数据时不使用索引
-- 本次测试当后面的条件查询的返回值大于等于总数据50%时不使用索引;少于总数据50%则使用索引
-- 该数据不一定准,这跟数据总量、表统计信息等会有不同的表现,因此还是得看最终优化器的选择!
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx IN (1,2);
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx NOT IN (1,2);
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx IS NULL;
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx IS NOT NULL;

拓展:

7、使用非主键范围条件查询时,部分情况索引失效。

-- 部分情况下可以使用索引 
-- 当表里没有数据时不使用索引
-- 本次测试当范围条件查询的返回值大于等于总数据50%时不使用索引;少于总数据50%则使用索引
-- 该数据不一定准,这跟数据总量、表统计信息等会有不同的表现,因此还是得看最终优化器的选择!
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx > 1;
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx <= 1;
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx BETWEEN 0 AND 1;
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx BETWEEN 2 AND 5;

8、MySQL5.7,使用 IS NOT NULL或 IS NULL 部分情况下索引失效。

-- 部分情况下可以使用索引 
-- 当表里没有数据时索引失效
-- 本次测试条件查询的返回值大于等于总数据50%时不使用索引;少于总数据50%则使用索引
-- 该数据不一定准,这跟数据总量、表统计信息等会有不同的表现,因此还是得看最终优化器的选择!
    EXPLAIN SELECT normal_idx FROM test_idx WHERE normal_idx IS NOT NULL;
    EXPLAIN SELECT normal_idx FROM test_idx WHERE normal_idx IS NULL;

9、MySQL5.7,使用 != 或 IN 或 NOT IN 部分情况下索引失效

-- 部分情况下可以使用索引 
-- 本次测试当条件查询的返回值大于等于总数据50%时不使用索引;少于总数据50%则使用索引
-- 该数据不一定准,这跟数据总量、表统计信息等会有不同的表现,因此还是得看最终优化器的选择!
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx IN (1);
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx NOT IN (1);

-- 使用 != 也跟数据的筛选率有关,具体数值不能确定(但肯定筛选率要>50%)。视实际情况而定,还得看优化器的选择。
-- 可能使用索引,也可能不使用:
     EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx IN (1);

-- 可以使用索引,但是这里不是使用索引去查数据,而且是去查索引键值。
-- 即先根据该索引去查其他索引的值,再根据查出来的索引值去查数据。
-- extra中显示 Using index 均表示该情况。
    EXPLAIN SELECT normal_idx FROM test_idx WHERE normal_idx IN (1);
    EXPLAIN SELECT normal_idx FROM test_idx WHERE normal_idx NOT IN (1);

10、MySQL5.7,表关联时,关联字段字符集不一致会导致索引失效。

-- 创建一个字符集与之前的表不一致的表
    CREATE TABLE `test_idx2` (
      `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      `unique_idx` int(11) DEFAULT NULL,
      `notnull_idx` int(11) NOT NULL,
      `str_idx` varchar(20) DEFAULT NULL,
      `normal_idx` int(11) DEFAULT NULL,
      `str_col` varchar(10) DEFAULT NULL,
      PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
      UNIQUE KEY `idx_unique_idx` (`unique_idx`),
      KEY `idx_str_idx` (`str_idx`),
      KEY `idx_normal_idx` (`normal_idx`) USING BTREE
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
-- 插入数据,如果没有数据,在MySQL8.0中索引也会失效
    INSERT INTO test_idx2 values 
    (1,1,1,'1',1,'11'),
    (2,2,2,'2',2,'22'),
    (3,3,3,'3',3,'33');

-- 无法使用索引
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx t1 
    LEFT JOIN test_idx2 t2 ON t1.str_idx = t2.str_idx;

-- 子查询可以使用索引,但是这里不是使用索引去查数据,而且是去查索引键值。
-- 即先根据该索引去查其他索引的值,再根据查出来的索引值去查数据。
-- extra中显示 Using index 均表示该情况。
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx t1 WHERE t1.id = 
    (SELECT id FROM test_idx2 WHERE t1.str_idx = str_idx LIMIT 1);

11、MySQL5.7,表关联时,关联字段字符集排序规则不一致会导致索引失效。

-- 当使用字符串类型索引进行关联或用于子查询时会报错:
-- 1267 - Illegal mix of collations (utf8mb4_german2_ci,IMPLICIT) and (utf8mb4_general_ci,IMPLICIT) for operation '='
-- 翻译:操作“=”的排序规则(utf8mb4_german2_ci,隐式)和(utf8mb4_general_ci,隐式)的非法混合

-- 使用其他类型索引进行关联时,索引失效。
-- 使用其他类型索引进行子查询时,可以使用索引。
-- 这里就不做举例了,实际情况下出现的可能性不大。

多个独立索引

1、使用OR且第一个条件是范围查询,且返回值中不止包含条件索引列。

-- 无法使用索引
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE id > 1 OR normal_idx = 1;
-- 部分情况下可以使用索引 
-- 当表里没有数据时不使用索引
-- 当后面的条件查询的返回值超过总数据50%时不使用索引;少于总数据50%则使用索引
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE id = 1 OR normal_idx > 2;
    
-- 由于一次查询中一张表只能使用一个索引,所以优化器是将该sql优化成UNION执行的。
-- 因此我们可以直接将OR语句改成UNION语句(如果肯定两个条件不会出现重复返回值,则可以使用UNION ALL,UNOIN在查询后还需要做一次去重操作,UNOIN ALL则不需要,可以进一步提高查询速度)。
    EXPLAIN 
    SELECT * FROM test_idx WHERE id = 1
    UNION ALL
    SELECT * FROM test_idx WHERE normal_idx > 2;

2、 MySQL5.7,使用OR且存在条件是范围查询,且返回值中不止包含条件索引列。

-- 无法使用索引
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE id > 1 OR normal_idx = 1;
    EXPLAIN SELECT * FROM test_idx WHERE id = 1 OR normal_idx > 1;

3、组合索引

-- 创建测试表
CREATE TABLE test_idx4 (
    id INT ( 11 ) PRIMARY KEY auto_increment,
    col1 VARCHAR ( 11 ) DEFAULT NULL,
    col2 VARCHAR ( 11 ) DEFAULT NULL,
    col3 VARCHAR ( 11 ) DEFAULT NULL,
    col4 VARCHAR ( 11 ) DEFAULT NULL,
    KEY idx_col1_col2_col3( col1, col2, col3 ) USING BTREE 
);
-- 插入测试数据
INSERT INTO test_idx4
VALUES
    ( 1, '1', '1', '1', '1' ),
    ( 2, '1', '1', '1', '1' ),
    ( 3, '1', '1', '1', '1' ),
    ( 4, '1', '1', '1', '1' );
 
 -- 最左匹配原则:只要查询条件中带有组合索引最左边的列(此处即 col1) , 那么查询就会使用到索引。
 -- 所以想让组合索引失效很简单,条件中不包含索引最左边的列(此处即 col1), 则索引失效。

扩展:  

SELECT col2,col3 FROM test_idx4
SELECT col2,col3 FROM test_idx4 WHERE col2 = '1' AND col3='2'

总结

上述所有可能用到可能没用到索引的情况,并不是一定的!导致索引失效的阈值也不一定100%准确,毕竟不同数据类型、不同数据量的情况下,MySQL的优化器的选择可能不同。但可以肯定的是,同样一条语句,可能由于筛选率等原因导致索引失效。

所有简单查询(执行计划中 select_type = simple),只要where条件中有索引列(无论什么条件),且返回值中只包含该索引列(和主键),都会用到索引。根据执行计划中的extra可以区分索引的用途:

1、extra = Using index,表示索引覆盖。

2、extra = Using index, Using where,表示存在回表操作。

拓展:

为什么只要返回值只包含索引和主键就会用到索引?

众所周知,InnoDB保存数据是通过B+树结构存储的。且只有主键索引所在的B+树的叶子节点会保存实际数据,其他节点只保存主键值,这种数据与索引在一起的索引我们称之为聚簇索引。

二级索引(非主键索引)的所有节点除了保存索引列的值外还会保存主键的值。

所以当我们通过二级索引查询数据时,第一步先通过二级索引查询到对应的主键值;再通过主键值到主键索引中查询对应的实际数据,这个过程我们称之为回表。

而回表操作是随机IO,所以性能较差,当需要回表的数据量比较大时,优化器可能就会选择不走索引,直接全表扫描,因为走全表是顺序IO,指不定走全表比走索引还快。(这也解释了为什么同样的SQL,表数据不同查询策略也不同)

其中一个特殊情况是当我们的查询只涉及到索引列和主键的时候,我们就不需要再回表查询实际数据了,因为二级索引中保存了主键和索引列的数据,这个时候就肯定会走索引了。

在复制其他地方提供的sql建表脚本时,注意其字符集和排序规则是否跟自己数据库默认的一致,否则可能出现索引失效的问题。

不同版本不同情况下,索引的使用情况不一致。上文提到的可能使用可能不使用的情况是由MySQL的优化器决定的,可能还会有其他情况下优化器也不使用索引,此时我们可以强制指定需要使用的索引:

-- 通过 force index(IDX_NAME) 强制指定索引
EXPLAIN SELECT * FROM test_idx force index (idx_notnull_idx) WHERE notnull_idx BETWEEN 1 AND 2;

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。

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