MySQL 的覆盖索引与回表

2022-04-12 14:24:43

聚簇索引

InnoDB 的数据是按照主键顺序存放的，而聚集索引就是按照每张表的主键构造一颗 B+ 树，它的叶子节点存放的是整行数据。

每张 InnoDB 表都有一个聚集索引，但是不一定有主键。

- 使用非聚簇索引查询数据时，一定要回表查询吗？

回表查询是由于非聚簇索引的B+Tree叶子节点只记录了，PK cols与key。这就造成当查询字段非主键跟索引字段时，索引树无法直接提供所有数据列，从而要进行一次回表查询，也就是拿着主键ID再进行一次查询操作。

当查询被非聚簇索引涵盖列时，则不需要走回表操作。

建了索引但是查询不走索引

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;

查询语句：

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

发现虽然在order_code上建了索引，但是看查询计划却不走索引，为什么呢？因为数据行读取order_amount，所以是随机IO。那怎么办？重新建索引，使用覆盖索引。

ALTER TABLE `t_order` ADD INDEX `idx_ordercode_orderamount` USING BTREE (`order_code` ASC, `order_amount` ASC);

这样再查看SQL的执行计划，就发现可以走到索引了。

两大类索引

使用的存储引擎：MySQL5.7 InnoDB

聚簇索引

* 如果表设置了主键，则主键就是聚簇索引
* 如果表没有主键，则会默认第一个NOT NULL，且唯一（UNIQUE）的列作为聚簇索引
* 以上都没有，则会默认创建一个隐藏的row_id作为聚簇索引

InnoDB的聚簇索引的叶子节点存储的是行记录（其实是页结构，一个页包含多行数据），
InnoDB必须要有至少一个聚簇索引。
由此可见，使用聚簇索引查询会很快，因为可以直接定位到行记录。

普通索引

普通索引也叫二级索引，除聚簇索引外的索引，即非聚簇索引。
InnoDB的普通索引叶子节点存储的是主键（聚簇索引）的值，而MyISAM的普通索引存储的是记录指针。

示例

建表

mysql> create table user(
    -> id int(10) auto_increment,
    -> name varchar(30),
    -> age tinyint(4),
    -> primary key (id),
    -> index idx_age (age)
    -> )engine=innodb charset=utf8mb4;

id 字段是聚簇索引，age 字段是普通索引（二级索引）

填充数据

insert into user(name,age) values(‘张三‘,30);
insert into user(name,age) values(‘李四‘,20);
insert into user(name,age) values(‘王五‘,40);
insert into user(name,age) values(‘刘八‘,10);

mysql> select * from user;
+----+--------+------+
| id | name  | age |
+----+--------+------+
| 1 | 张三  |  30 |
| 2 | 李四  |  20 |
| 3 | 王五  |  40 |
| 4 | 刘八  |  10 |
+----+--------+------+

索引存储结构

id 是主键，所以是聚簇索引，其叶子节点存储的是对应行记录的数据

聚簇索引（ClusteredIndex）

age 是普通索引（二级索引），非聚簇索引，其叶子节点存储的是聚簇索引的的值

普通索引（secondaryIndex）

如果查询条件为主键（聚簇索引），则只需扫描一次B+树即可通过聚簇索引定位到要查找的行记录数据。
如：select * from user where id = 1;

聚簇索引查找过程

如果查询条件为普通索引（非聚簇索引），需要扫描两次B+树，第一次扫描通过普通索引定位到聚簇索引的值，然后第二次扫描通过聚簇索引的值定位到要查找的行记录数据。如：select * from user where age = 30;

1. 先通过普通索引 age=30 定位到主键值 id=1
2. 再通过聚集索引 id=1 定位到行记录数据

普通索引查找过程第一步

普通索引查找过程第二步

回表查询

先通过普通索引的值定位聚簇索引值，再通过聚簇索引的值定位行记录数据，需要扫描两次索引B+树，它的性能较扫一遍索引树更低。

索引覆盖

只需要在一棵索引树上就能获取SQL所需的所有列数据，无需回表，速度更快。
例如：select id,age from user where age = 10;

如何实现覆盖索引

常见的方法是：将被查询的字段，建立到联合索引里去。
1、如实现：select id,age from user where age = 10;
explain分析：因为age是普通索引，使用到了age索引，通过一次扫描B+树即可查询到相应的结果，这样就实现了覆盖索引

2、实现：select id,age,name from user where age = 10;
explain分析：age是普通索引，但name列不在索引树上，所以通过age索引在查询到id和age的值后，需要进行回表再查询name的值。此时的Extra列的NULL表示进行了回表查询

为了实现索引覆盖，需要建组合索引idx_age_name(age,name)

drop index idx_age on user;
create index idx_age_name on user(`age`,`name`);

explain分析：此时字段age和name是组合索引idx_age_name，查询的字段id、age、name的值刚刚都在索引树上，只需扫描一次组合索引B+树即可，这就是实现了索引覆盖，此时的Extra字段为Using index表示使用了索引覆盖。

哪些场景适合使用索引覆盖来优化SQL

全表count查询优化

mysql> create table user(
    -> id int(10) auto_increment,
    -> name varchar(30),
    -> age tinyint(4),
    -> primary key (id),
    -> )engine=innodb charset=utf8mb4;