利用索引提升 SQL 的查询效率是我们经常使用的一个技巧，但是有些时候 MySQL 给出的执行计划却完全出乎我们的意料，我们预想 MySQL 会通过索引扫描完成查询，但是 MySQL 给出的执行计划却是通过全表扫描完成查询的，其中的某些场景我们可以利用覆盖索引进行优化。

前些天，有个同事跟我说：“我写了个 SQL，SQL 很简单，但是查询速度很慢，并且针对查询条件创建了索引，然而索引却不起作用，你帮我看看有没有办法优化？”。

我对他提供的 case 进行了优化，并将优化过程整理了下来。

我们先来看看优化前的表结构、数据量、SQL、执行计划、执行时间等。

1. 表结构：

CREATE TABLE `t_order` (
`id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`order_code` char(12) NOT NULL,
`order_amount` decimal(12,2) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
UNIQUE KEY `uni_order_code` (`order_code`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

隐藏了部分不相关字段后，可以看到表足够简单， 并且在 order_code 上创建了唯一性索引 uni_order_code。

2. 数据量：316977

这个数据量还是比较小的，不过如果 SQL 足够差，一样会查询很慢。

3. SQL：

select order_code, order_amount from t_order order by order_code limit 1000;

哇，SQL 足够简单，不过有时候越简单也越难优化。

4. 执行计划：

id
select_type
table
type
possible_keys
key
key_len
ref
rows
Extra
1
SIMPLE
t_order
ALL
NULL
NULL
NULL
NULL
316350
Using filesort

全表扫描、文件排序，注定查询慢！

那为什么 MySQL 没有利用索引(uni_order_code)扫描完成查询呢？因为 MySQL 认为这个场景利用索引扫描并非最优的结果。我们先来看下执行时间，然后再来分析为什么没有利用索引扫描。

5. 执行时间：260ms

的确，执行时间太长了，如果表数据量继续增长下去，性能会越来越差。

我们来分析下 MySQL 为什么使用全表扫描、文件排序，而没有使用索引扫描、利用索引顺序：

1. 全表扫描、文件排序：

虽然是全表扫描，但是扫描是顺序的(不管机械硬盘还是 SSD 顺序读写性能都是高的)，并且数据量不是特别大，所以这部分消耗的时间应该不是特别大，主要的消耗应该是在排序上。

2. 利用索引扫描、利用索引顺序：

uni_order_code 是二级索引，索引上保存了(order_code,id)，每扫描一条索引需要根据索引上的 id 定位(随机 IO)到数据行上读取 order_amount，需要 1000 次随机 IO 才能完成查询，而机械硬盘随机 IO 的效率是极低的(机械硬盘每秒寻址几百次)。

根据我们自己的分析选择全表扫描相对更优。如果把 limit 1000 改成 limit 10，则执行计划会完全不一样。

既然我们已经知道是因为随机 IO 导致无法利用索引，那么有没有办法消除随机 IO 呢？

有，覆盖索引。

我们来看看利用覆盖索引优化后的索引、执行计划、执行时间。

1. 创建索引：

ALTER TABLE `t_order`
ADD INDEX `idx_ordercode_orderamount` USING BTREE (`order_code` ASC, `order_amount` ASC);
创建了复合索引 idx_ordercode_orderamount(order_code,order_amount)，将 select 的列 order_amount 也放到索引中。
2. 执行计划：
id
select_type
table
type
possible_keys
key
key_len
ref
rows
Extra
1
SIMPLE
t_order
index
NULL
idx_ordercode_orderamount
42
NULL
1000
Using index

执行计划显示查询会利用覆盖索引，并且只扫描了 1000 行数据，查询的性能应该是非常好的。

3. 执行时间：13ms

从执行时间来看，SQL 的执行时间提升到原来的 1/20，已经达到我们的预期。

总结：

覆盖索引是 select 的数据列只用从索引中就能够取得，不必读取数据行，换句话说查询列要被所建的索引覆盖。索引的字段不只包含查询列，还包含查询条件、排序等。

要写出性能很好的 SQL 不仅需要学习 SQL，还要能看懂数据库执行计划，了解数据库执行过程、索引的数据结构等。