索引最左前缀匹配原则

对于最左前缀匹配原则居然没有百度百科,实在是让我感觉不可思议。

最左前缀匹配原则,用几句话来概述就是:
顾名思义,就是最左优先,在创建多列索引时,要根据业务需求,where子句中使用最频繁的一列放在最左边。

什么是最左匹配原则?

最左前缀匹配原则,非常重要的原则,建立一个索引,对于索引中的字段,mysql会一直向右匹配直到遇到范围查询(>、<、between、like)就停止匹配,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。
=和in可以乱序,比如a = 1 and b = 2 and c = 3 建立(a,b,c)索引可以任意顺序,mysql的查询优化器会帮你优化成索引可以识别的形式

最左匹配原则实际场景及难点

如果只是上面这些概念的话,这篇博客显然是不合格的,那么接下来我们用实际场景来解释最左匹配原则的一些难点
先创建一张表

CREATE TABLE `student` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(255) DEFAULT NULL,
`cid` int(11) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `name_cid_INX` (`name`,`cid`),
KEY `name_INX` (`name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=8 DEFAULT CHARSET=utf8

注意上面的语句,在倒数第三行创建了name_cid_INX索引,包含name和cid字段
在倒数第二行创建了name_INX索引,包含name字段

执行1:

EXPLAIN SELECT * FROM student WHERE name=‘小红’;

结果:
原创:史上最全最通俗易懂的,索引最左前缀匹配原则(认真脸)_索引

依据mysql索引最左匹配原则,两个索引都匹配上了,这个没有问题。。

执行2:

EXPLAIN SELECT * FROM student WHERE cid=1;

结果:
原创:史上最全最通俗易懂的,索引最左前缀匹配原则(认真脸)_java_02

执行3:

EXPLAIN SELECT * FROM student WHERE cid=1 AND name=‘小红’;

原创:史上最全最通俗易懂的,索引最左前缀匹配原则(认真脸)_数据库_03

这个时候,对于初步了解最左前缀匹配原则的同学就会懵逼了,纳尼???

执行2,执行3不应该都与最左前缀匹配原则完全相悖吗?怎么还是使用了索引???(可以看到key字段中都表示用了name_cid_INX索引)顿时怀疑人生了有木有?

如果你也有跟上述一样的心理变化,说明你对索引的理解是狭隘的(没错,说的就是我。。。)
好的,接下来我们来揭秘了

上述,的两个查询的explain结果中显示用到索引的情况类型是不一样的。,可观察explain结果中的type字段。执行2和执行3中的type字段分别是:
执行2. type: index
执行3. type: ref
(先去吃个饭,未完待续。。。)我回来啦,我们继续(自言自语好羞耻)

解释:

index:这种类型表示是mysql会对整个该索引进行扫描。要想用到这种类型的索引,对这个索引并无特别要求,只要是索引,或者某个复合索引的一部分,mysql都可能会采用index类型的方式扫描。但是呢,缺点是效率不高,mysql会从索引中的第一个数据一个个的查找到最后一个数据,直到找到符合判断条件的某个索引

所以:对于执行2:

EXPLAIN SELECT * FROM student WHERE   cid=1;

判断条件是cid=1,而cid是(name,cid)复合索引的一部分,没有问题,可以进行index类型的索引扫描方式。explain显示结果使用到了索引,是index类型的方式。

ref:这种类型表示mysql会根据特定的算法快速查找到某个符合条件的索引,而不是会对索引中每一个数据都进行一一的扫描判断,也就是所谓你平常理解的使用索引查询会更快的取出数据。而要想实现这种查找,索引却是有要求的,要实现这种能快速查找的算法,索引就要满足特定的数据结构。
简单说,也就是索引字段的数据必须是有序的,才能实现这种类型的查找,才能利用到索引。

有些了解的人可能会问,索引不都是一个有序排列的数据结构么。不过答案说的还不够完善,那只是针对单个索引,而复合索引的情况有些同学可能就不太了解了。

下面就说下复合索引:
以该表的(name,cid)复合索引为例,它内部结构简单说就是下面这样排列的:
原创:史上最全最通俗易懂的,索引最左前缀匹配原则(认真脸)_字段_04

mysql创建复合索引的规则是首先会对复合索引的最左边的,也就是第一个name字段的数据进行排序,在第一个字段的排序基础上,然后再对后面第二个的cid字段进行排序。其实就相当于实现了类似 order by name cid这样一种排序规则。
所以:第一个name字段是绝对有序的,而第二字段就是无序的了。所以通常情况下,直接使用第二个cid字段进行条件判断是用不到索引的,当然,可能会出现上面的使用index类型的索引。这就是所谓的mysql为什么要强调最左前缀原则的原因。

那么什么时候才能用到呢?
当然是cid字段的索引数据也是有序的情况下才能使用咯,什么时候才是有序的呢?观察可知,当然是在name字段是等值匹配的情况下,cid才是有序的。发现没有,观察两个name名字为 c 的cid字段是不是有序的呢。从上往下分别是4 5。
这也就是mysql索引规则中要求复合索引要想使用第二个索引,必须先使用第一个索引的原因。(而且第一个索引必须是等值匹配)。

所以对于执行3这条sql查询:

EXPLAIN SELECT * FROM student WHERE   cid=1 AND name='小红';

没有错,而且复合索引中的两个索引字段都能很好的利用到了!因为语句中最左面的name字段进行了等值匹配,所以cid是有序的,也可以利用到索引了。

你可能会问:我建的索引是(name,cid)。而我查询的语句是cid=1 AND name=‘小红’; 我是先查询cid,再查询name的,不是先从最左面查的呀?

好吧,我再解释一下这个问题:首先可以肯定的是把条件判断反过来变成这样 name=‘小红’ and cid=1; 最后所查询的结果是一样的。
那么问题产生了?既然结果是一样的,到底以何种顺序的查询方式最好呢?

所以,而此时那就是我们的mysql查询优化器该登场了,mysql查询优化器会判断纠正这条sql语句该以什么样的顺序执行效率最高,最后才生成真正的执行计划。所以,当然是我们能尽量的利用到索引时的查询顺序效率最高咯,所以mysql查询优化器会最终以这种顺序进行查询执行。

相信通过以上的场景模拟,大家应该都或多或少更加理解了什么是最左前缀匹配原则,中间的弯弯绕绕实在会让我们迷惑很久,比如我。。(好吧,写完以后回头再看又感觉虽然把我想说的都写出来了,但是却不够通俗易懂,感觉表达能力稍微欠缺)

ps:场景模拟借鉴了知乎大佬沈杰的一个回答,链接如下:
​​​ https://www.zhihu.com/question/36996520​

----我是“道祖且长”,一个在互联网苟且偷生的Java程序员