关于最左前缀原则“失效”的理解

文章讨论了在MySQL中,尽管查询条件未遵循最左前缀原则,但覆盖索引仍然可以被有效利用的情况。创建了(name,ip,port)覆盖索引后,即使where子句只包含ip和port,优化器仍可能选择扫描覆盖索引以减少开销,而非全扫描主键聚簇索引。

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关于最左前缀原则“失效”的理解

问题背景

覆盖索引

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问题描述

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看上去,违反了最左前缀原则,但却使用了覆盖索引。😵

问题分析

根据最左前缀原则,在创建覆盖索引(name,ip,port)时,MySQL 其实维护了 3 个索引:name、name,port 和 name,ip,port。

因为这条查询中需要查询的列为 name,ip,port,但是 where 中只有 ip 和 port,按照最左前缀原则无法命中覆盖索引的任何一种情况,但是使用(name,ip,port)覆盖索引的非聚簇索引树可以达到覆盖索引的效果,所以对于 MySQL 来说,此时有两种选择,一种是扫描主键的聚簇索引树,另一种是扫描(name,ip,port)覆盖索引的非聚簇索引树。MySQL 的优化器会选择预期开销更小的方案,因此 MySQL 选择了全扫描覆盖索引树。

### 关于索引失效与最左匹配原则的关系 当查询条件未能覆盖联合索引中最左边的一个或多个字段时,数据库引擎无法有效地利用该联合索引来加速数据检索过程[^1]。具体来说,在构建联合索引时,各个字段按照定义顺序被组织成一个多维树状结构(如 B+Tree),其中最左侧的字段充当主要分类依据,后续字段则用于进一步细分相同主类下的记录集[^2]。 因此,如果SQL语句中的WHERE子句跳过了某个位于索引序列前端的重要属性,则意味着失去了通过此路径快速定位目标节点的能力,从而不得不退化为更耗资源的方式——例如全表扫描来完成剩余部分的数据查找工作[^3]。 #### 最左前缀理解析 为了更好地理解这一现象背后的原因,可以将联合索引想象成一串由不同车厢组成的列车: - **火车头**代表的就是联合索引里的第一个字段; - 后续每节**车厢**对应着之后连续排列的各字段; 只要保持从前往后的访问模式,“乘客”就能顺利抵达目的地;反之,一旦中途断开连接(即缺少了某些前置条件),那么后面所有的“车厢”都将失去意义,因为它们依赖前面已经建立好的筛选基础来进行高效的工作。 ```sql CREATE INDEX idx_name_age_pos ON table (name, age, pos); ``` 上述 SQL 创建了一个名为 `idx_name_age_pos` 的联合索引,它按 `name`, `age`, 和 `pos` 三个字段依次排序。对于如下几种情况: - 当仅提供 `name` 条件时,可有效命中并使用到整个索引链。 - 如果提供了 `name` 和 `age` 则能更加精准地缩小范围直至找到特定位置。 - 若只给出 `age` 或者 `pos` 单独作为过滤标准的话,由于违反了最左优先规则,所以这些单独存在的约束并不能激活预先设定好的复合型索引机制,进而导致性能下降甚至完全不起作用。
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