Mysql 多列字段索引 最左匹配原则理解

背景

在理解Mysql 索引的时候，有看到一篇关于 最左匹配原则的博客，感觉写的挺有意思的，因此做下记录

多列字段索引他数据结构是什么样的?

索引的底层数据就是一颗BTree，那么联合索引（多列字段索引）也是一颗BTree，只不过联合索引的键值数量不是一个而是多个。构建一颗BTree只能根据一个值来构建，因此数据库依据联合索引最左的字段构建BTree。

我们可以看到最左列，a的值是有顺序的，而b的值是没有顺序的。所以b=2这种查询条件没办法利用索引，因为联合索引首先按照a排序的，b是无序的。

同时我们还发现在a值相等的情况下，b值又是按照顺序排序的，但是这种顺序是相对的。所以最左匹配原则遇上范围查询就会停止，剩下的字段都无法使用索引。打个比方: a=1 and b=2中a，b字段都可以使用索引，因为在a值确定的情况下b是相对有序的，而a>1 and b=2中a字段可以匹配上索引，但b值不可以，因为a的值是一个范围，在这个范围中b是无序的。

最左匹配原则是什么？

最左匹配原则: 最左优先，以最左边的为起点任何连续的索引都能匹配上。同时遇到范围查询(<,>,between,like）就会停止匹配。

举个例子

假如建立联合索引(a,b,c)

• 全值匹配查询时

select * from table_name where a = '1' and b = '2' and c = '3' 
select * from table_name where b = '2' and a = '1' and c = '3' 
select * from table_name where c = '3' and b = '2' and a = '1' 
.........

上面的sql用到了索引。

where子句几个搜索条件顺序调换不影响查询结果，因为Mysql中有查询优化器，会自动优化查询顺序。

• 匹配左边的列时

select * from table_name where a = '1' 
select * from table_name where a = '1' and b = '2'  
select * from table_name where a = '1' and b = '2' and c = '3'

都是从最左边开始连续匹配的，都用到了索引

select * from table_name where  b = '2' 
select * from table_name where  c = '3'
select * from table_name where  b = '1' and c = '3' 

这些没有从最左边开始，最后查询没有用到索引，用的是全表扫描.

select * from table_name where a = '1' and c = '3' 

如果不连续时，只用到了a列的索引，b,c列索引都没用到

• 匹配列前缀

如果列时字符型的话，它的比较规则是先比较字符串的第一个字符，第一个字符小的哪个字符串就比较小，如果两个字符串第一个字符想通，那就再比较第二个字符，第二个字符比较小的那个字符串就比较小，以此类推比较字符串

如果a是字符类型，那么前缀匹配用的是索引，后缀和中缀只能全表扫描了

select * from table_name where a like 'As%'; //前缀都是排好序的，走索引查询
select * from table_name where  a like '%As'//全表查询
select * from table_name where  a like '%As%'//全表查询

• 匹配范围值

select * from table_name where  a > 1 and a < 3

可以对最左边的列进行范围查询

select * from table_name where  a > 1 and a < 3 and b > 1;

多个列同时进行范围查找时，只有对索引最左边的那个列进行范围查找才用索引，也就是只有a用到索引，在1<a<3范围内b是无序的，不能使用索引,找到1<a<3的记录后，只能根据条件b>1继续逐条过滤

• 精确匹配某一列并范围匹配另外一列

如果左边的列时精确查找的，右边的列可以进行范围查找

select * from table_name where  a = 1 and b > 3;

a=1的情况下b是有序的，进行范围查找时走的是联合索引

• 排序

一版情况下，我们只能把记录加载到内存中，再用一些排序算法，比如快速排序,归并排序等在内存中对这些记录进行排序，有时候查询的结果集太大不能再内存中进行排序的话，还能暂时借助磁盘空间存放中间结果，排序操作完成后再把排好序的结果返回客户端。MYSQL中把这种在内存中或者磁盘上进行排序的方式统称为文件排序。文件排序非常慢，但如果order子句用到了索引，就有可能省去文件排序的步骤

select * from table_name order by a,b,c limit 10;

因为BTree本身就按照上述规则排序的，所以可以直接从索引中提取数据，然后进行回表操作取出该索引不包含的列就好了

order by的子句后面的顺序也必须按照索引列的顺序给出，比如：

select * from table_name order by b,c,a limit 10;

这种顺序颠倒的没用到索引

select * from table_name order by a limit 10;
select * from table_name order by a,b limit 10;

这种用到部分索引

select * from table_name where a =1 order by b,c limit 10;

联合索引左边列为常量，后边的列排序可以用到索引

参考资料:Mysql最左匹配原则