为什么我使用了索引，查询还是慢？( 二 ) _索引

我们来看看建立索引以后，这个表的组织结构图：

文章插图

这个语句的执行流程是这样的:

从索引上用树搜索，取到第1个age等于10的记录，得到它的主键id的值，根据id的值去主键索引取整行的信息，作为结果集的一部分返回；
在索引age上向右扫描，取下一个id的值，到主键索引上取整行信息，作为结果集的一部分返回；
重复上面的步骤，直到碰到第1个age大于15的记录；

你看这个语句，虽然他用了索引，但是他扫描超过了1亿行。所以你现在知道了，当我们在讨论有没有使用索引的时候，其实我们关心的是扫描行数。
对于一个大表，不止要有索引，索引的过滤性还要足够好。
【为什么我使用了索引，查询还是慢？】像刚才这个例子的age，它的过滤性就不够好，在设计表结构的时候，我们要让所有的过滤性足够好，也就是区分度足够高。
回表的代价那么过滤性好了，是不是表示查询的扫描行数就一定少呢？
我们再来看一个例子：
如果你的执行语句是 select * from t_people where name='张三' and age=8
t_people表上有一个索引是姓名和年龄的联合索引，那这个联合索引的过滤性应该不错，可以在联合索引上快速找到第1个姓名是张三，并且年龄是8的小朋友，当然这样的小朋友应该不多，因此向右扫描的行数很少，查询效率就很高。
但是查询的过滤性和索引的过滤性可不一定是一样的，如果现在你的需求是查出所有名字的第1个字是张，并且年龄是8岁的所有小朋友，你的语句会怎么写呢？
你的语句要怎么写？很显然你会这么写：select * from t_people where name like '张%' and age=8;
在MySQL5.5和之前的版本中，这个语句的执行流程是这样的:

文章插图

首先从联合索引上找到第1个年龄字段是张开头的记录，取出主键id，然后到主键索引树上，根据id取出整行的值；
判断年龄字段是否等于8，如果是就作为结果集的一行返回，如果不是就丢弃。
在联合索引上向右遍历，并重复做回表和判断的逻辑，直到碰到联合索引树上名字的第1个字不是张的记录为止。

我们把根据id到主键索引上查找整行数据这个动作，称为回表。你可以看到这个执行过程里面，最耗费时间的步骤就是回表，假设全国名字第1个字是张的人有8000万，那么这个过程就要回表8000万次，在定位第一行记录的时候，只能使用索引和联合索引的最左前缀，最称为最左前缀原则。
你可以看到这个执行过程，它的回表次数特别多，性能不够好，有没有优化的方法呢？
在MySQL5.6版本，引入了index condition pushdown的优化。我们来看看这个优化的执行流程：

文章插图

首先从联合索引树上，找到第1个年龄字段是张开头的记录，判断这个索引记录里面，年龄的值是不是8，如果是就回表，取出整行数据，作为结果集的一部分返回，如果不是就丢弃；
在联合索引树上，向右遍历，并判断年龄字段后，根据需要做回表，直到碰到联合索引树上名字的第1个字不是张的记录为止；

这个过程跟上面的差别，是在遍历联合索引的过程中，将年龄等于8的条件下推到所有遍历的过程中，减少了回表的次数，假设全国名字第1个字是张的人里面，有100万个是8岁的小朋友，那么这个查询过程中在联合索引里要遍历8000万次，而回表只需要100万次。
虚拟列可以看到这个优化的效果还是很不错的，但是这个优化还是没有绕开最左前缀原则的限制，因此在联合索引你还是要扫描8000万行，那有没有更进一步的优化方法呢？
我们可以考虑把名字的第一个字和age来做一个联合索引。这里可以使用MySQL5.7引入的虚拟列来实现。对应的修改表结构的SQL语句:
alter table t_people add name_first varchar(2) generated (left(name,1)),add index(name_first,age);我们来看这个SQL语句的执行效果:

CREATE TABLE `t_people`(`id` int(11) DEFAULT NULL,`name` varchar(20) DEFAUT NULL,`name_first` varchar(2) GENERATED ALWAYS AS (left(`name`,1)) VIRTUAL,KEY `name_first`(`name_first`,'age')) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

首先他在people上创建一个字段叫name_first的虚拟列，然后给name_first和age上创建一个联合索引，并且，让这个虚拟列的值总是等于name字段的前两个字节，虚拟列在插入数据的时候不能指定值，在更新的时候也不能主动修改，它的值会根据定义自动生成，在name字段修改的时候也会自动修改。