2020-02-13 MySql 多個單列索引和聯(lián)合索引的區(qū)別詳解

本文轉(zhuǎn)載自csdn，多個單列索引和聯(lián)合索引的區(qū)別詳解

其實這個是基礎(chǔ)知識。引用這個文章的原因，是公司每次有新人來，幾乎都要重復給他們培訓類似知識；干脆引用網(wǎng)上的這個文章，到時候直接讓自己新人看文章。
這篇文章雖然是說的mysql，實際上oracle的索引在使用上有很大的相似性，可以借鑒。

背景：

為了提高數(shù)據(jù)庫效率，建索引是家常便飯；那么當查詢條件為2個及以上時，我們是創(chuàng)建多個單列索引還是創(chuàng)建一個聯(lián)合索引好呢？他們之間的區(qū)別是什么？哪個效率高呢？我在這里詳細測試分析下。

一、聯(lián)合索引測試

注：Mysql版本為 5.7.20

創(chuàng)建測試表(表記錄數(shù)為63188)：

CREATE TABLE `t_mobilesms_11` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `userId` varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用戶id，創(chuàng)建任務時的userid',
  `mobile` varchar(24) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '手機號碼',
  `billMonth` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '賬單月',
  `time` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '收/發(fā)短信時間',
  `peerNumber` varchar(64) NOT NULL COMMENT '對方號碼',
  `location` varchar(64) DEFAULT NULL COMMENT '通信地(自己的)',
  `sendType` varchar(16) DEFAULT NULL COMMENT 'SEND-發(fā)送; RECEIVE-收取',
  `msgType` varchar(8) DEFAULT NULL COMMENT 'SMS-短信; MSS-彩信',
  `serviceName` varchar(256) DEFAULT NULL COMMENT '業(yè)務名稱. e.g. 點對點(網(wǎng)內(nèi))',
  `fee` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '通信費(單位分)',
  `createTime` datetime DEFAULT NULL COMMENT '創(chuàng)建時間',
  `lastModifyTime` datetime DEFAULT NULL COMMENT '最后修改時間',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `聯(lián)合索引` (`userId`,`mobile`,`billMonth`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=71185 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='手機短信詳情'

我們?yōu)閡serId, mobile, billMonth三個字段添加上聯(lián)合索引！
我們選擇 explain 查看執(zhí)行計劃來觀察索引利用情況：

  1. 查詢條件為 userid
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE userid='2222'

可以通過key看到，聯(lián)合索引有效

  1. 查詢條件為 mobile
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE mobile='13281899972'

可以看到聯(lián)合索引無效

  1. 查詢條件為 billMonth
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE billMonth='2018-04'

聯(lián)合索引無效

  1. 查詢條件為 userid and mobile
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE userid='2222' AND mobile='13281899972'

聯(lián)合索引有效

  1. 查詢條件為 mobile and userid
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE  mobile='13281899972' AND userid='2222'

在4的基礎(chǔ)上調(diào)換了查詢條件的順序，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合索引依舊有效

  1. 查詢條件為 userid or mobile
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE userid='2222' OR mobile='13281899972'

把 and 換成 or，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合所索引無效！

  1. 查詢條件為 userid and billMonth
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE userid='2222' AND billMonth='2018-04'

這兩個條件分別位于聯(lián)合索引位置的第一和第三，測試聯(lián)合索引依舊有效！

  1. 查詢條件為 mobile and billMonth
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE mobile='13281899972' AND billMonth='2018-04'

這兩個條件分別位于聯(lián)合索引位置的第二和第三，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合索引無效！

  1. 查詢條件為 userid and mobile and billMonth
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE  userid='2222' AND mobile='13281899972' AND billMonth='2018-04'

所有條件一起查詢，聯(lián)合索引有效！（當然，這才是最正統(tǒng)的用法?。。?/p>

二、單列索引測試

創(chuàng)建三個單列索引：

  1. 查詢條件為 userid and mobile and billMonth
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE  userid='2222' AND mobile='13281899972' AND billMonth='2018-04'

我們發(fā)現(xiàn)三個單列索引只有 userid 有效（位置為查詢條件第一個），其他兩個都沒有用上。

那么為什么沒有用上呢？按照我們的理解，三個字段都加索引了，無論怎么排列組合查詢，應該都能利用到這三個索引才對！

其實這里其實涉及到了mysql優(yōu)化器的優(yōu)化策略！當多條件聯(lián)合查詢時，優(yōu)化器會評估用哪個條件的索引效率最高！它會選擇最佳的索引去使用，也就是說，此處userid 、mobile 、billMonth這三個索引列都能用，只不過優(yōu)化器判斷只需要使用userid這一個索引就能完成本次查詢，故最終explain展示的key為userid。

當然，如果優(yōu)化器判斷本次查詢非要全使用三個索引才能效率最高，那么explain的key就會是userid 、mobile 、billMonth，都會生效！

  1. 查詢條件為 mobile and billMonth
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE mobile='13281899972' AND billMonth='2018-04'

我們發(fā)現(xiàn)此處兩個查詢條件只有 mobile 生效（位置也為查詢條件第一個）

  1. 查詢條件為 userid or mobile
EXPLAIN SELECT * FROM `t_mobilesms_11` WHERE  userid='2222' OR mobile='13281899972'

這次把 and 換成 or，發(fā)現(xiàn)兩個查詢條件都用上索引了！

我們在網(wǎng)上可能常?？吹接腥苏for會導致索引失效，其實這并不準確。而且我們首先需要判斷用的是哪個數(shù)據(jù)庫哪個版本，什么引擎？

比如我用的是mysql5.7版本，innodb引擎，在這個環(huán)境下我們再去討論索引的具體問題。

關(guān)于or查詢的真相是：

所謂的索引失效指的是：假如or連接的倆個查詢條件字段中有一個沒有索引的話,引擎會放棄索引而產(chǎn)生全表掃描。我們從or的基本含義出發(fā)應該能理解并認可這種說法，沒啥問題。

此刻需要注意type類型為index_merge。
我查資料說mysql 5.0 版本之前 使用or只會用到一個索引（即使如上我給userid和mobile都建立的單列索引），但自從5.0版本開始引入了index_merge索引合并優(yōu)化！也就是說，我們現(xiàn)在可以利用上多個索引去優(yōu)化or查詢了。

index_merge作用：

  • 1、索引合并是把幾個索引的范圍掃描合并成一個索引。
  • 2、索引合并的時候，會對索引進行并集，交集或者先交集再并集操作，以便合并成一個索引。
  • 3、這些需要合并的索引只能是一個表的。不能對多表進行索引合并。

index_merge應用場景：

  • 1、對OR語句求并集，如查詢SELECT * FROM TB1 WHERE c1="xxx" OR c2=""xxx"時，如果c1和c2列上分別有索引，可以按照c1和c2條件進行查詢，再將查詢結(jié)果合并（union）操作，得到最終結(jié)果
  • 2、對AND語句求交集，如查詢SELECT * FROM TB1 WHERE c1="xxx" AND c2=""xxx"時，如果c1和c2列上分別有索引，可以按照c1和c2條件進行查詢，再將查詢結(jié)果取交集（intersect）操作，得到最終結(jié)果
  • 3、對AND和OR組合語句求結(jié)果

三、結(jié)論

通俗理解：
利用索引中的附加列，您可以縮小搜索的范圍，但使用一個具有兩列的索引 不同于使用兩個單獨的索引。復合索引的結(jié)構(gòu)與電話簿類似，人名由姓和名構(gòu)成，電話簿首先按姓氏對進行排序，然后按名字對有相同姓氏的人進行排序。如果您知道姓，電話簿將非常有用；如果您知道姓和名，電話簿則更為有用，但如果您只知道名不姓，電話簿將沒有用處。

所以說創(chuàng)建復合索引時，應該仔細考慮列的順序。對索引中的所有列執(zhí)行搜索或僅對前幾列執(zhí)行搜索時，復合索引非常有用；僅對后面的任意列執(zhí)行搜索時，復合索引則沒有用處。

重點：
多個單列索引在多條件查詢時優(yōu)化器會選擇最優(yōu)索引策略，可能只用一個索引，也可能將多個索引全用上！ 但多個單列索引底層會建立多個B+索引樹，比較占用空間，也會浪費一定搜索效率，故如果只有多條件聯(lián)合查詢時最好建聯(lián)合索引！

最左前綴原則：

顧名思義是最左優(yōu)先，以最左邊的為起點任何連續(xù)的索引都能匹配上，

  • 注：如果第一個字段是范圍查詢需要單獨建一個索引
  • 注：在創(chuàng)建聯(lián)合索引時，要根據(jù)業(yè)務需求，where子句中使用最頻繁的一列放在最左邊。這樣的話擴展性較好，比如 userid 經(jīng)常需要作為查詢條件，而 mobile 不常常用，則需要把 userid 放在聯(lián)合索引的第一位置，即最左邊

同時存在聯(lián)合索引和單列索引（字段有重復的），這個時候查詢mysql會怎么用索引呢？

這個涉及到mysql本身的查詢優(yōu)化器策略了，當一個表有多條索引可走時, Mysql 根據(jù)查詢語句的成本來選擇走哪條索引；

有人說where查詢是按照從左到右的順序，所以篩選力度大的條件盡量放前面。網(wǎng)上百度過，很多都是這種說法，但是據(jù)我研究，mysql執(zhí)行優(yōu)化器會對其進行優(yōu)化，當不考慮索引時，where條件順序?qū)π蕸]有影響，真正有影響的是是否用到了索引！

聯(lián)合索引本質(zhì)：

  • 當創(chuàng)建(a,b,c)聯(lián)合索引時，相當于創(chuàng)建了(a)單列索引，(a,b)聯(lián)合索引以及(a,b,c)聯(lián)合索引
  • 想要索引生效的話,只能使用 a和a,b和a,b,c三種組合；當然，我們上面測試過，a,c組合也可以，但實際上只用到了a的索引，c并沒有用到！
  • 注：這個可以結(jié)合上邊的 通俗理解 來思考！

其他知識點：

  • 1、需要加索引的字段，要在where條件中
  • 2、數(shù)據(jù)量少的字段不需要加索引；因為建索引有一定開銷，如果數(shù)據(jù)量小則沒必要建索引（速度反而慢）
  • 3、避免在where子句中使用or來連接條件,因為如果倆個字段中有一個沒有索引的話,引擎會放棄索引而產(chǎn)生全表掃描
  • 4、聯(lián)合索引比對每個列分別建索引更有優(yōu)勢，因為索引建立得越多就越占磁盤空間，在更新數(shù)據(jù)的時候速度會更慢。另外建立多列索引時，順序也是需要注意的，應該將嚴格的索引放在前面，這樣篩選的力度會更大，效率更高。

最后的說明：
網(wǎng)上關(guān)于索引優(yōu)化等文章太多了，針對各個數(shù)據(jù)庫各個版本各種引擎都可能存在不一樣的說法！

我們的SQL引擎自帶的優(yōu)化也越來越強大，說不定你的某個SQL優(yōu)化認知，其SQL引擎在某次升級中早就自優(yōu)化了。

所以要么跟進官方文檔，要么關(guān)注數(shù)據(jù)庫大牛的最新文章，要么在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫環(huán)境下自己去親手測試！

數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的水很深。。大家加油。。共勉 ~
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