一、引言
在数据库的世界里，Mysql 是一款非常受欢迎的关系型数据库。而索引呢，就像是书本的目录，能帮助我们快速找到想要的数据。但有时候，索引会失效，这就好比目录突然不管用了，找数据变得又慢又费劲。接下来，咱就详细聊聊 Mysql 索引失效的常见原因以及相应的优化实践。
二、Mysql 索引概述
Mysql 索引是一种数据结构，它可以提高数据的查询速度。常见的索引类型有主键索引、唯一索引、普通索引、全文索引等。主键索引是一种特殊的唯一索引，它不允许有空值；唯一索引保证索引列的值是唯一的；普通索引是最基本的索引，没有任何限制；全文索引主要用于全文搜索。
比如，我们创建一个简单的用户表，并为用户名添加一个普通索引：
-- 创建用户表
CREATE TABLE users (
id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
username VARCHAR(50),
age INT
);
-- 为 username 列添加普通索引
CREATE INDEX idx_username ON users (username);
在这个例子中，我们创建了一个 users 表，包含 id、username 和 age 三个字段，然后为 username 字段创建了一个普通索引。这样，当我们根据用户名查询用户信息时，Mysql 就可以利用这个索引快速定位到相应的数据。
三、Mysql 索引失效常见原因
3.1 索引列使用函数
当我们在查询语句中对索引列使用函数时，索引可能会失效。例如：
-- 查询年龄大于 20 的用户
SELECT * FROM users WHERE YEAR(NOW()) - YEAR(age) > 20;
在这个查询中，我们对 age 列使用了 YEAR 函数。Mysql 无法直接使用 age 列上的索引，因为它需要对每一行数据都进行函数计算，然后再进行比较。这就导致索引失效，查询效率降低。
3.2 隐式类型转换
如果查询条件中的数据类型与索引列的数据类型不一致，Mysql 可能会进行隐式类型转换，从而导致索引失效。比如：
-- 查询用户名等于 '123' 的用户
SELECT * FROM users WHERE username = 123;
这里，username 列的数据类型是 VARCHAR，而查询条件中的 123 是整数类型。Mysql 会将 123 转换为字符串 '123' 进行比较，这就可能导致索引失效。
3.3 范围查询后使用索引列
在范围查询之后，如果再使用索引列进行条件判断，后续的索引列可能会失效。例如：
-- 查询年龄大于 20 且用户名以 'a' 开头的用户
SELECT * FROM users WHERE age > 20 AND username LIKE 'a%';
在这个查询中，age 列使用了范围查询（> 20），之后再使用 username 列进行模糊查询。Mysql 在处理范围查询后，可能无法继续使用 username 列上的索引，导致查询效率下降。
3.4 模糊查询以通配符开头
当我们使用 LIKE 进行模糊查询时，如果通配符（%）在开头，索引可能会失效。例如：
-- 查询用户名包含 'abc' 的用户
SELECT * FROM users WHERE username LIKE '%abc%';
由于通配符在开头，Mysql 无法利用索引快速定位数据，只能进行全表扫描，查询效率很低。
3.5 OR 条件连接索引列和非索引列
如果使用 OR 条件连接索引列和非索引列，索引可能会失效。比如：
-- 查询用户名等于 'test' 或者年龄等于 25 的用户
SELECT * FROM users WHERE username = 'test' OR age = 25;
在这个查询中，username 列有索引，而 age 列没有索引。由于使用了 OR 条件，Mysql 可能无法使用 username 列上的索引，只能进行全表扫描。
四、Mysql 索引失效的优化实践
4.1 避免在索引列上使用函数
如果需要对索引列进行计算，可以在应用程序中进行计算，然后再将计算结果作为查询条件。例如：
-- 假设当前年份是 2024，查询出生年份早于 2004 的用户
SELECT * FROM users WHERE age < 2004;
这样，Mysql 就可以直接使用 age 列上的索引，提高查询效率。
4.2 确保查询条件和索引列数据类型一致
在编写查询语句时，要确保查询条件的数据类型与索引列的数据类型一致。比如：
-- 查询用户名等于 '123' 的用户
SELECT * FROM users WHERE username = '123';
这样就避免了隐式类型转换，保证索引可以正常使用。
4.3 调整查询顺序
如果有范围查询和其他条件查询，可以尝试调整查询顺序，让范围查询尽量放在后面。例如：
-- 查询用户名以 'a' 开头且年龄大于 20 的用户
SELECT * FROM users WHERE username LIKE 'a%' AND age > 20;
这样，Mysql 可以先使用 username 列上的索引进行过滤，然后再对过滤后的结果进行范围查询，提高查询效率。
4.4 避免模糊查询以通配符开头
如果确实需要进行模糊查询，可以尽量将通配符放在后面。例如：
-- 查询用户名以 'abc' 开头的用户
SELECT * FROM users WHERE username LIKE 'abc%';
这样，Mysql 可以利用索引快速定位以 'abc' 开头的用户名，提高查询效率。
4.5 使用 UNION 代替 OR
如果需要使用 OR 条件连接索引列和非索引列，可以考虑使用 UNION 代替。例如：
-- 查询用户名等于 'test' 或者年龄等于 25 的用户
SELECT * FROM users WHERE username = 'test'
UNION
SELECT * FROM users WHERE age = 25;
这样，Mysql 可以分别使用 username 列上的索引和全表扫描来处理两个查询，然后将结果合并，提高查询效率。
五、应用场景
Mysql 索引失效及优化在很多场景下都非常重要。比如在电商系统中，经常需要根据商品名称、价格等条件进行查询。如果索引失效，会导致查询速度变慢，影响用户体验。通过优化索引，可以提高查询效率，提升系统的性能。再比如在日志系统中，需要根据时间、日志级别等条件进行查询，合理使用索引可以快速定位到所需的日志信息，方便问题排查。
六、技术优缺点
6.1 优点
- 提高查询效率：通过优化索引，可以避免全表扫描，大大提高查询速度，尤其是在数据量较大的情况下。
- 提升系统性能：快速的查询响应可以提升整个系统的性能，减少用户等待时间，提高用户满意度。
6.2 缺点
- 增加存储开销：创建索引会占用一定的磁盘空间，尤其是在索引列较多或者数据量较大的情况下，存储开销会比较明显。
- 影响写操作性能：当对表进行插入、更新、删除操作时，Mysql 需要同时更新相应的索引，这会增加写操作的时间开销。
七、注意事项
- 定期维护索引：随着数据的不断插入、更新和删除，索引可能会变得碎片化，影响查询效率。因此，需要定期对索引进行重建和优化。
- 合理创建索引：不要盲目创建索引，要根据实际的查询需求来创建合适的索引。过多的索引会增加存储开销和写操作的性能开销。
- 分析查询语句：在编写查询语句时，要使用 EXPLAIN 语句分析查询语句的执行计划，查看索引是否被正确使用。
八、文章总结
Mysql 索引是提高查询效率的重要手段，但在实际使用中，索引可能会因为各种原因失效。我们需要了解常见的索引失效原因，如索引列使用函数、隐式类型转换、范围查询后使用索引列等，并掌握相应的优化实践，如避免在索引列上使用函数、确保数据类型一致、调整查询顺序等。同时，我们要根据具体的应用场景合理使用索引，注意索引的维护和创建，以提高系统的性能和稳定性。
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