MySQL 联合索引

1.简介

联合索引指建立在多个列上的索引。

MySQL 可以创建联合索引（即多列上的索引）。一个索引最多可以包含 16 列。

联合索引可以测试包含索引中所有列的查询，或仅测试第一列、前两列、前三列等等的查询。如果在索引定义中以正确的顺序指定列，则复合索引可以加快对同一表的多种查询的速度。

下面是一个联合索引的例子。

CREATE TABLE test (
  id         INT NOT NULL,
  last_name  CHAR(30) NOT NULL,
  first_name CHAR(30) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (id),
  INDEX name (last_name,first_name)
);

name 索引是针对 last_name 和 first_name 列的索引。该索引可加速查询。这些查询为 last_name 和 first_name 值的组合。或仅指定 last_name 值的查询，因为该列是索引的最左侧前缀，即联合索引支持最左匹配。

2.最左匹配

如果 SQL 语句用到了联合索引中最左边的字段，那么这条 SQL 语句就可以利用这个联合索引进行匹配，这便是最左匹配。

值得注意的是，当遇到范围查询 (>、<、between、like) 就会停止匹配。

假设，我们对 (a,b) 字段建立一个索引，也就是说，如果 WHERE 条件为下面的则可以匹配索引。

a = 1
a = 1 AND b = 2
// 可以匹配索引，优化器会自动调整 a,b 的顺序与索引顺序一致。
b = 2 AND a = 1 

相反的，下面的条件将无法匹配索引了。

b = 2

而你对 (a,b,c,d) 建立索引，如果条件为：

a = 1 AND b = 2 AND c > 3 AND d = 4

那么 a,b,c 三个字段能用到索引，而 d 就匹配不到，因为遇到了范围查询。

3.最左匹配原理

最左匹配是针对联合索引来说的，所以我们可以从联合索引的原理来了解最左匹配。

我们都知道索引的底层是一颗 B+ 树，那么联合索引当然也是一颗 B+ 树，只不过联合索引的键值不是一个，而是多个。构建一颗 B+ 树只能根据一个键值来构建，因此数据库依据联合索引最左边的字段来构建 B+ 树。

假设我们对 (a,b) 字段建立索引：

如图所示是按照 a 来进行排序，在 a 相等的情况下，才按 b 来排序。

所以这就能够解释为什么条件 a=1 AND b=2 可以利用索引而 b=2 不能利用索引，因为 b 在全局是无序的，只有 a 确定的情况下，b 才是有序。

4.如何建立联合索引?

有了上面的基础，我们可以看一下关于联合索引常见的面试问题。

（1）如果 SQL 为：

SELECT * FROM table WHERE a = 1 and b = 2 and c = 3;

如果此题回答为对 (a,b,c) 建立索引，那就可以回去等通知了。

此题正确答案是任意顺序都可以, 如 (a,b,c) 或 (b,a,c) 或 (c,a,b) 都可以，重点是要将区分度高的字段放在前面，区分度低的字段放后面。像性别、状态这种字段区分度就很低，我们一般放后面。

例如假设区分度由大到小为 b,a,c。那么我们就对 (b,a,c) 建立索引。在执行 SQL 的时候，优化器会帮我们调整 WHERE 后 a,b,c 的顺序，让我们用上索引。

（2）如果 SQL 为：

SELECT * FROM table WHERE a > 1 AND b = 2;

如果此题回答为对 (a,b) 建立索引，那就可以回去等通知了。

正确答案对 (b,a) 建立索引。如果你建立的是 (a,b) 索引，那么只有 a 字段能用得上索引，毕竟最左匹配遇到范围查询就停止匹配。

如果对 (b,a) 建立索引那么两个字段都能用上，优化器会帮我们调整 WHERE 后 a,b 的顺序，让我们用上索引。

（3）如果 SQL 为：

SELECT * FROM table WHERE a > 1 and b = 2 and c > 3;  

此题回答是 (b,a) 或 (b,c) 都可以，要结合具体情况具体分析。

拓展一下：

SELECT * FROM table WHERE a = 1 AND b = 2 AND c > 3;

根据最左匹配，因为字段 c 是范围查询应该放到最后，所以应该建立 (a,b,c) 或 (b,a,c)。

（4）如果 SQL 为：

SELECT * FROM table WHERE a = 1 ORDER BY b;

对 (a,b) 建索引，当 a = 1 的时候，b 相对有序，可以避免再次排序。

拓展以下，如果 SQL 为：

SELECT * FROM table WHERE a > 1 ORDER BY b;

对 (a) 建立索引，因为 a 的值是一个范围，这个范围内 b 值是无序的，没有必要对 (a,b) 建立索引。

（5）如果 SQL 为：

SELECT * FROM table WHERE a IN (1,2,3) AND b > 1;

还是对 (a, b) 建立索引，因为 IN 在这里可以视为等值引用，不会中止索引匹配，所以还是 (a,b)。

5.覆盖索引

覆盖索引（Covering Index）指的是一个索引包含了所有需要查询的字段，而不必回到实际的数据行中查找。当一个查询可以直接从索引中获取所有需要的信息时，就称之为覆盖索引。

-- 创建表
CREATE TABLE mytable (
    col1 INT,
    col2 INT,
    col3 VARCHAR(255),
    INDEX idx_covering (col1, col2)
);

-- 覆盖索引查询
-- 因为 idx_covering 包含了查询所需的所有列，所以是一个覆盖索引查询
SELECT col1, col2 FROM mytable WHERE col1 = 1 AND col2 = 2;

覆盖索引（Covering Index）是一种索引优化技术，旨在最小化查询开销。

联合索引有一个作用就是实现覆盖索引，如果联合索引包含了查询所需的所有列，那么查询可以直接从索引中获取所需的数据，避免了额外的表访问，这可以减少 I/O 操作，提高查询性能。

当然单列索引也可以实现覆盖索引，即查询的列是索引列。

参考文献

8.3.1 How MySQL Uses Indexes - MySQL 8.3.6 Multiple-Column Indexes - MySQL 面试官:谈谈你对mysql联合索引的认识？