聊聊索引失效的 10 種場景，太坑了

前言

我之前寫的一篇文章《聊聊 sql 優化的 15 個小技巧》，自發表之後，在全網廣受好評，被很多大佬轉載過，說明了這類文章的價值。

今天我接着上一期數據庫的話題，更進一步聊聊索引的相關問題，因爲索引是大家都比較關心的公共話題，確實有很多坑。

不知道你在實際工作中，有沒有遇到過下面的這兩種情況：

今天就跟大家一起聊聊，mysql 數據庫索引失效的 10 種場景，給曾經踩過坑，或者即將要踩坑的朋友們一個參考。

  1. 準備工作

所謂空口無憑，如果我直接把索引失效的這些場景丟出來，可能沒有任何說服力。

所以，我決定建表和造數據，給大家一步步演示效果，儘量做到有理有據。

我相信，如果大家耐心的看完這篇文章，一定會有很多收穫的。

1.1 創建 user 表

創建一張 user 表，表中包含：id、code、age、name和height字段。

CREATE TABLE `user` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `code` varchar(20) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL,
  `age` int DEFAULT '0',
  `name` varchar(30) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL,
  `height` int DEFAULT '0',
  `address` varchar(30) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_code_age_name` (`code`,`age`,`name`),
  KEY `idx_height` (`height`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin

此外，還創建了三個索引：

1.2 插入數據

爲了方便給大家做演示，我特意向 user 表中插入了 3 條數據：

INSERT INTO sue.user (id, code, age, name, height) VALUES (1, '101', 21, '周星馳', 175,'香港');
INSERT INTO sue.user (id, code, age, name, height) VALUES (2, '102', 18, '周杰倫', 173,'臺灣');
INSERT INTO sue.user (id, code, age, name, height) VALUES (3, '103', 23, '蘇三', 174,'成都');

周星馳和周杰倫是我偶像，在這裏自戀了一次，把他們和我放到一起了。哈哈哈。

1.3 查看數據庫版本

爲了防止以後出現不必要的誤會，在這裏有必要查一下當前數據庫的版本。不說版本就直接給結論，是耍流氓，哈哈哈。

select version();

查出當前的 mysql 版本號爲：8.0.21

1.4 查看執行計劃

在 mysql 中，如果你想查看某條 sql 語句是否使用了索引，或者已建好的索引是否失效，可以通過explain關鍵字，查看該 sql 語句的執行計劃，來判斷索引使用情況。

例如：

explain select * from user where id=1;

執行結果：從圖中可以看出，由於 id 字段是主鍵，該 sql 語句用到了主鍵索引。

當然，如果你想更深入的瞭解 explain 關鍵字的用法，可以看看我的另一篇文章《explain | 索引優化的這把絕世好劍，你真的會用嗎？》，裏面更爲詳細的介紹。

  1. 不滿足最左匹配原則

之前我已經給 code、age 和 name 這 3 個字段建好聯合索引：idx_code_age_name。

該索引字段的順序是：

如果在使用聯合索引時，沒注意最左前綴原則，很有可能導致索引失效喔，不信我們一起往下看。

2.1 哪些情況索引有效？

先看看哪些情況下，能走索引。

explain select * from user
where code='101';
explain select * from user
where code='101' and age=21
explain select * from user
where code='101' and age=21 and name='周星馳';

執行結果：上面三種情況，sql 都能正常走索引。

其實還有一種比較特殊的場景：

explain select * from user
where code = '101'  and name='周星馳';

執行結果：查詢條件原本的順序是：code、age、name，但這裏只有 code 和 name 中間斷層了，掉了 age 字段，這種情況也能走 code 字段上的索引。

看到這裏，不知道聰明的你，有沒有發現這樣一個規律：這 4 條 sql 中都有 code 字段，它是索引字段中的第一個字段，也就是最左邊的字段。只要有這個字段在，該 sql 已經就能走索引。

這就是我們所說的最左匹配原則。

2.2 哪些情況索引失效？

前面我已經介紹過，建立了聯合索引後，在查詢條件中有哪些情況索引是有效的。

接下來，我們重點看看哪些情況下索引會失效。

explain select * from user
where age=21;
explain select * from user
where name='周星馳';
explain select * from user
where age=21 and name='周星馳';

執行結果：從圖中看出這 3 種情況下索引確實失效了。

說明以上 3 種情況不滿足最左匹配原則，說白了是因爲查詢條件中，沒有包含給定字段最左邊的索引字段，即字段 code。

  1. 使用了 select *

在《阿里巴巴開發手冊》中明確說過，查詢 sql 中禁止使用select * 。

那麼，你知道爲什麼嗎？

廢話不多說，按照國際慣例先上一條 sql：

explain 
select * from user where name='蘇三';

執行結果：在該 sql 中用了select *，從執行結果看，走了全表掃描，沒有用到任何索引，查詢效率是非常低的。

如果查詢的時候，只查我們真正需要的列，而不查所有列，結果會怎麼樣？

非常快速的將上面的 sql 改成只查了 code 和 name 列，太 easy 了：

explain 
select code,name from user 
where name='蘇三';

執行結果：從圖中執行結果不難看出，該 sql 語句這次走了全索引掃描，比全表掃描效率更高。

其實這裏用到了：覆蓋索引。

如果 select 語句中的查詢列，都是索引列，那麼這些列被稱爲覆蓋索引。這種情況下，查詢的相關字段都能走索引，索引查詢效率相對來說更高一些。

而使用select *查詢所有列的數據，大概率會查詢非索引列的數據，非索引列不會走索引，查詢效率非常低。

  1. 索引列上有計算

介紹本章節內容前，先跟大家一起回顧一下，根據 id 查詢數據的 sql 語句：

explain select * from user where id=1;

執行結果：從圖中可以看出，由於 id 字段是主鍵，該 sql 語句用到了主鍵索引。

但如果 id 列上面有計算，比如：

explain select * from user where id+1=2;

執行結果：從上圖中的執行結果，能夠非常清楚的看出，該 id 字段的主鍵索引，在有計算的情況下失效了。

  1. 索引列用了函數

有時候我們在某條 sql 語句的查詢條件中，需要使用函數，比如：截取某個字段的長度。

假如現在有個需求：想查出所有身高是 17 開頭的人，如果 sql 語句寫成這樣：

explain select * from user  where height=17;

該 sql 語句確實用到了普通索引：但該 sql 語句肯定是有問題的，因爲它只能查出身高正好等於 17 的，但對於 174 這種情況，它沒辦法查出來。

爲了滿足上面的要求，我們需要把 sql 語句稍稍改造了一下：

explain select * from user  where SUBSTR(height,1,2)=17;

這時需要用到SUBSTR函數，用它截取了 height 字段的前面兩位字符，從第一個字符開始。

執行結果：你有沒有發現，在使用該函數之後，該 sql 語句竟然走了全表掃描，索引失效了。

  1. 字段類型不同

在 sql 語句中因爲字段類型不同，而導致索引失效的問題，很容易遇到，可能是我們日常工作中最容易忽略的問題。

到底怎麼回事呢？

請大家注意觀察一下 t_user 表中的 code 字段，它是varchar字符類型的。

在 sql 語句中查詢數據時，查詢條件我們可以寫成這樣：

explain 
select * from user where code="101";

執行結果：從上圖中看到，該 code 字段走了索引。

溫馨提醒一下，查詢字符字段時，用雙引號“和單引號'都可以。

但如果你在寫 sql 時，不小心把引號弄掉了，把 sql 語句變成了：

explain 
select * from user where code=101;

執行結果：你會驚奇的發現，該 sql 語句竟然變成了全表掃描。因爲少寫了引號，這種小小的失誤，竟然讓 code 字段上的索引失效了。

這時你心裏可能有一萬個爲什麼，其中有一個肯定是：爲什麼索引會失效呢？

答：因爲 code 字段的類型是 varchar，而傳參的類型是 int，兩種類型不同。

此外，還有一個有趣的現象，如果 int 類型的 height 字段，在查詢時加了引號條件，卻還可以走索引：

explain select * from user 
where height='175';

執行結果：從圖中看出該 sql 語句確實走了索引。int 類型的參數，不管在查詢時加沒加引號，都能走索引。

這是變魔術嗎？這不科學呀。

答：mysql 發現如果是int類型字段作爲查詢條件時，它會自動將該字段的傳參進行隱式轉換，把字符串轉換成 int 類型。

mysql 會把上面列子中的字符串 175，轉換成數字 175，所以仍然能走索引。

接下來，看一個更有趣的 sql 語句：

select 1 + '1';

它的執行結果是 2，還是 11 呢？

好吧，不賣關子了，直接公佈答案執行結果是 2。

mysql 自動把字符串 1，轉換成了 int 類型的 1，然後變成了：1+1=2。

但如果你確實想拼接字符串該怎麼辦？

答：可以使用concat關鍵字。

具體拼接 sql 如下：

select concat(1,'1');

接下來，關鍵問題來了：爲什麼字符串類型的字段，傳入了 int 類型的參數時索引會失效呢？

答：根據 mysql 官網上解釋，字符串'1'、'1'、'1a'都能轉換成 int 類型的 1，也就是說可能會出現多個字符串，對應一個 int 類型參數的情況。那麼，mysql 怎麼知道該把 int 類型的 1 轉換成哪種字符串，用哪個索引快速查值?

感興趣的小夥伴可以再看看官方文檔：https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/type-conversion.html

  1. like 左邊包含 %

模糊查詢，在我們日常的工作中，使用頻率還是比較高的。

比如現在有個需求：想查詢姓李的同學有哪些?

使用like語句可以很快的實現：

select * from user where name like '李%';

但如果 like 用的不好，就可能會出現性能問題，因爲有時候它的索引會失效。

不信，我們一起往下看。

目前 like 查詢主要有三種情況：

假如現在有個需求：想查出所有 code 是 10 開頭的用戶。

這個需求太簡單了吧，sql 語句如下：

explain select * from user
where code like '10%';

執行結果：圖中看出這種%在10右邊時走了索引。

而如果把需求改了：想出現出所有 code 是 1 結尾的用戶。

查詢 sql 語句改爲：

explain select * from user
where code like '%1';

執行結果：從圖中看出這種%在1左邊時，code 字段上索引失效了，該 sql 變成了全表掃描。

此外，如果出現以下 sql：

explain select * from user
where code like '%1%';

該 sql 語句的索引也會失效。

下面用一句話總結一下規律：當like語句中的%，出現在查詢條件的左邊時，索引會失效。

那麼，爲什麼會出現這種現象呢？

答：其實很好理解，索引就像字典中的目錄。一般目錄是按字母或者拼音從小到大，從左到右排序，是有順序的。

我們在查目錄時，通常會先從左邊第一個字母進行匹對，如果相同，再匹對左邊第二個字母，如果再相同匹對其他的字母，以此類推。

通過這種方式我們能快速鎖定一個具體的目錄，或者縮小目錄的範圍。

但如果你硬要跟目錄的設計反着來，先從字典目錄右邊匹配第一個字母，這畫面你可以自行腦補一下，你眼中可能只剩下絕望了，哈哈。

  1. 列對比

上面的內容都是常規需求，接下來，來點不一樣的。

假如我們現在有這樣一個需求：過濾出表中某兩列值相同的記錄。比如 user 表中 id 字段和 height 字段，查詢出這兩個字段中值相同的記錄。

這個需求很簡單，sql 可以這樣寫：

explain select * from user 
where id=height

執行結果：意不意外，驚不驚喜？索引失效了。

爲什麼會出現這種結果？

id 字段本身是有主鍵索引的，同時 height 字段也建了普通索引的，並且兩個字段都是 int 類型，類型是一樣的。

但如果把兩個單獨建了索引的列，用來做列對比時索引會失效。

感興趣的朋友可以找我私聊。

  1. 使用 or 關鍵字

我們平時在寫查詢 sql 時，使用or關鍵字的場景非常多，但如果你稍不注意，就可能讓已有的索引失效。

不信一起往下面看。

某天你遇到這樣一個需求：想查一下 id=1 或者 height=175 的用戶。

你三下五除二就把 sql 寫好了：

explain select * from user 
where id=1 or height='175';

執行結果：沒錯，這次確實走了索引，恭喜被你蒙對了，因爲剛好 id 和 height 字段都建了索引。

但接下來的一個夜黑風高的晚上，需求改了：除了前面的查詢條件之後，還想加一個 address='成都'。

這還不簡單，sql 走起：

explain select * from user 
where id=1 or height='175' or address='成都';

執行結果：結果悲劇了，之前的索引都失效了。

你可能一臉懵逼，爲什麼？我做了什麼？

答：因爲你最後加的 address 字段沒有加索引，從而導致其他字段的索引都失效了。

注意：如果使用了or關鍵字，那麼它前面和後面的字段都要加索引，不然所有的索引都會失效，這是一個大坑。

  1. not in 和 not exists

在我們日常工作中用得也比較多的，還有範圍查詢，常見的有：

今天重點聊聊前面四種。

10.1 in 關鍵字

假如我們想查出 height 在某些範圍之內的用戶，這時 sql 語句可以這樣寫：

explain select * from user
where height in (173,174,175,176);

執行結果：從圖中可以看出，sql 語句中用in關鍵字是走了索引的。

10.2 exists 關鍵字

有時候使用in關鍵字時性能不好，這時就能用exists關鍵字優化 sql 了，該關鍵字能達到 in 關鍵字相同的效果：

explain select * from user  t1
where  exists (select 1 from user t2 where t2.height=173 and t1.id=t2.id)

執行結果：從圖中可以看出，用exists關鍵字同樣走了索引。

10.3 not in 關鍵字

上面演示的兩個例子是正向的範圍，即在某些範圍之內。

那麼反向的範圍，即不在某些範圍之內，能走索引不？

話不多說，先看看使用not in的情況：

explain select * from user
where height not in (173,174,175,176);

執行結果：你沒看錯，索引失效了。

看如果現在需求改了：想查一下 id 不等於 1、2、3 的用戶有哪些，這時 sql 語句可以改成這樣：

explain select * from user
where id  not in (173,174,175,176);

執行結果：你可能會驚奇的發現，主鍵字段中使用 not in 關鍵字查詢數據範圍，任然可以走索引。而普通索引字段使用了 not in 關鍵字查詢數據範圍，索引會失效。

10.4 not exists 關鍵字

除此之外，如果 sql 語句中使用not exists時，索引也會失效。具體 sql 語句如下：

explain select * from user  t1
where  not exists (select 1 from user t2 where t2.height=173 and t1.id=t2.id)

執行結果：從圖中看出 sql 語句中使用 not exists 關鍵後，t1 表走了全表掃描，並沒有走索引。

  1. order by 的坑

在 sql 語句中，對查詢結果進行排序是非常常見的需求，一般情況下我們用關鍵字：order by就能搞定。

但我始終覺得 order by 挺難用的，它跟where或者limit關鍵字有很多千絲萬縷的聯繫，一不小心就會出問題。

Let go

11.1 哪些情況走索引？

首先當然要溫柔一點，一起看看 order by 的哪些情況可以走索引。

我之前說過，在 code、age 和 name 這 3 個字段上，已經建了聯合索引：idx_code_age_name。

11.1.1 滿足最左匹配原則

order by 後面的條件，也要遵循聯合索引的最左匹配原則。具體有以下 sql：

explain select * from user
order by code limit 100;

explain select * from user
order by code,age limit 100;

explain select * from user
order by code,age,name limit 100;

執行結果：從圖中看出這 3 條 sql 都能夠正常走索引。

除了遵循最左匹配原則之外，有個非常關鍵的地方是，後面還是加了limit關鍵字，如果不加它索引會失效。

11.1.2 配合 where 一起使用

order by 還能配合 where 一起遵循最左匹配原則。

explain select * from user
where code='101'
order by age;

執行結果：code 是聯合索引的第一個字段，在 where 中使用了，而 age 是聯合索引的第二個字段，在 order by 中接着使用。

假如中間斷層了，sql 語句變成這樣，執行結果會是什麼呢？

explain select * from user
where code='101'
order by name;

執行結果：雖說 name 是聯合索引的第三個字段，但根據最左匹配原則，該 sql 語句依然能走索引，因爲最左邊的第一個字段 code，在 where 中使用了。只不過 order by 的時候，排序效率比較低，需要走一次filesort排序罷了。

11.1.3 相同的排序

order by 後面如果包含了聯合索引的多個排序字段，只要它們的排序規律是相同的（要麼同時升序，要麼同時降序），也可以走索引。

具體 sql 如下：

explain select * from user
order by code desc,age desc limit 100;

執行結果：該示例中 order by 後面的 code 和 age 字段都用了降序，所以依然走了索引。

11.1.4 兩者都有

如果某個聯合索引字段，在 where 和 order by 中都有，結果會怎麼樣？

explain select * from user
where code='101'
order by code, name;

執行結果：code 字段在 where 和 order by 中都有，對於這種情況，從圖中的結果看出，還是能走了索引的。

11.2 哪些情況不走索引？

前面介紹的都是正面的用法，是爲了讓大家更容易接受下面反面的用法。

好了，接下來，重點聊聊 order by 的哪些情況下不走索引？

11.2.1 沒加 where 或 limit

如果 order by 語句中沒有加 where 或 limit 關鍵字，該 sql 語句將不會走索引。

explain select * from user
order by code, name;

執行結果：從圖中看出索引真的失效了。

11.2.2 對不同的索引做 order by

前面介紹的基本都是聯合索引，這一個索引的情況。但如果對多個索引進行 order by，結果會怎麼樣呢？

explain select * from user
order by code, height limit 100;

執行結果：從圖中看出索引也失效了。

11.2.3 不滿足最左匹配原則

前面已經介紹過，order by 如果滿足最左匹配原則，還是會走索引。下面看看，不滿足最左匹配原則的情況：

explain select * from user
order by name limit 100;

執行結果：name 字段是聯合索引的第三個字段，從圖中看出如果 order by 不滿足最左匹配原則，確實不會走索引。

11.2.4 不同的排序

前面已經介紹過，如果 order by 後面有一個聯合索引的多個字段，它們具有相同排序規則，那麼會走索引。

但如果它們有不同的排序規則呢？

explain select * from user
order by code asc,age desc limit 100;

執行結果：從圖中看出，儘管 order by 後面的 code 和 age 字段遵循了最左匹配原則，但由於一個字段是用的升序，另一個字段用的降序，最終會導致索引失效。

好了今天分享的內容就先到這裏，我們下期再見。

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