mysql组合索引中最左前缀匹配原理

最左前缀原理与相关优化

高效使用索引的首要条件是知道什么样的查询会使用到索引，这个问题和B+Tree中的“最左前缀原理”有关。

这里先说一下联合索引的概念。在上文中，我们都是假设索引只引用了单个的列，实际上，MySQL中的索引可以以一定顺序引用多个列，这种索引叫做联合索引，一般的，一个联合索引是一个有序元组<a1, a2, …, an>，其中各个元素均为数据表的一列。另外，单列索引可以看成联合索引元素数为1的特例。

以employees.titles表为例，下面先查看其上都有哪些索引：

SHOW INDEX FROM employees.titles;+--------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+------+------------+| Table  | Non_unique | Key_name | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Null | Index_type |+--------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+------+------------+| titles |          0 | PRIMARY  |            1 | emp_no      | A         |        NULL |      | BTREE      || titles |          0 | PRIMARY  |            2 | title       | A         |        NULL |      | BTREE      || titles |          0 | PRIMARY  |            3 | from_date   | A         |      443308 |      | BTREE      || titles |          1 | emp_no   |            1 | emp_no      | A         |      443308 |      | BTREE      |+--------+------------+----------+--------------+-------------+-----------+-------------+------+------------+

从结果中可以到titles表的主索引为<emp_no, title, from_date>，还有一个辅助索引<emp_no>。这样就可以专心分析索引PRIMARY的行为了。

全列匹配

EXPLAIN SELECT * FROM employees.titles WHERE emp_no='10001' AND title='Senior Engineer' AND from_date='1986-06-26';+----+-------------+--------+-------+---------------+---------+---------+-------------------+------+-------+| id | select_type | table  | type  | possible_keys | key     | key_len | ref               | rows | Extra |+----+-------------+--------+-------+---------------+---------+---------+-------------------+------+-------+|  1 | SIMPLE      | titles | const | PRIMARY       | PRIMARY | 59      | const,const,const |    1 |       |+----+-------------+--------+-------+---------------+---------+---------+-------------------+------+-------+

很明显，当按照索引中所有列进行精确匹配（这里精确匹配指“=”或“IN”匹配）时，索引可以被用到。这里有一点需要注意，理论上索引对顺序是敏感的，但是由于MySQL的查询优化器会自动调整where子句的条件顺序以使用适合的索引，例如我们将where中的条件顺序颠倒，仍然可以用到索引：

EXPLAIN SELECT * FROM employees.titles WHERE from_date='1986-06-26' AND emp_no='10001' AND title='Senior Engineer';+----+-------------+--------+-------+---------------+---------+---------+-------------------+------+-------+| id | select_type | table  | type  | possible_keys | key     | key_len | ref               | rows | Extra |+----+-------------+--------+-------+---------------+---------+---------+-------------------+------+-------+|  1 | SIMPLE      | titles | const | PRIMARY       | PRIMARY | 59      | const,const,const |    1 |       |+----+-------------+--------+-------+---------------+---------+---------+-------------------+------+-------+

效果是一样的。

最左前缀匹配

EXPLAIN SELECT * FROM employees.titles WHERE emp_no='10001';+----+-------------+--------+------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+| id | select_type | table  | type | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | Extra |+----+-------------+--------+------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+|  1 | SIMPLE      | titles | ref  | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | const |    1 |       |+----+-------------+--------+------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+

当查询条件精确匹配索引的左边连续一个或几个列时，如<emp_no>或<emp_no, title>，所以可以被用到，但是只能用到一部分，即条件所组成的最左前缀。上面的查询从分析结果看用到了PRIMARY索引，但是key_len为4，说明只用到了索引的第一列前缀。

查询条件用到了索引中列的精确匹配，但是中间某个条件未提供，这样就不能用到组合索引了。

EXPLAIN SELECT * FROM employees.titles WHERE emp_no='10001' AND from_date='1986-06-26';+----+-------------+--------+------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+| id | select_type | table  | type | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | Extra       |+----+-------------+--------+------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+|  1 | SIMPLE      | titles | ref  | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | const |    1 | Using where |+----+-------------+--------+------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+

此时索引使用情况和情况二相同，因为title未提供，所以查询只用到了索引的第一列，而后面的from_date虽然也在索引中，但是由于title不存在而无法和左前缀连接，因此需要对结果进行扫描过滤from_date（这里由于emp_no唯一，所以不存在扫描）。如果想让from_date也使用索引而不是where过滤，可以增加一个辅助索引<emp_no, from_date>，此时上面的查询会使用这个索引。