MySQL索引的最左前缀匹配原则详解

一、最左前缀匹配原则的定义

最左前缀匹配原则(Leftmost Prefix Principle)是MySQL使用联合索引(复合索引)时的基本规则，指的是查询条件必须从联合索引的最左列开始，并且不能跳过中间的列，才能充分利用索引。

二、核心要点

1. 从最左列开始：查询条件必须包含联合索引的第一列

2. 连续使用：可以只使用索引的前几列，但不能跳过中间的列

3. 范围查询后的列失效：某一列使用范围查询(>、<、between等)后，其右边的列无法使用索引

三、具体示例分析

假设有联合索引 INDEX(a, b, c)：

有效使用索引的情况：

WHERE a = 1 AND b = 2 AND c = 3  -- 完全使用索引
WHERE a = 1 AND b = 2             -- 使用a,b列
WHERE a = 1                        -- 只使用a列
WHERE a = 1 AND c = 3              -- 只使用a列(c列被跳过)
WHERE a > 1 AND b = 2              -- 只使用a列(范围查询后b失效)

无法使用索引的情况：

WHERE b = 2                        -- 缺少最左列a
WHERE b = 2 AND c = 3              -- 缺少最左列a
WHERE a = 1 AND c = 3 AND b > 2    -- b列范围查询后c失效

四、特殊场景说明

1. LIKE语句：

   WHERE a LIKE '张%'     -- 可以使用索引(前缀匹配)
   WHERE a LIKE '%张'     -- 不能使用索引

2. IS NULL/IS NOT NULL：

   WHERE a IS NULL       -- 可以使用索引

3. 函数和表达式：

   WHERE UPPER(a) = 'ABC' -- 索引失效(对列使用函数)
   WHERE a + 1 = 2        -- 索引失效(对列使用表达式)

五、实际应用建议

1. 设计索引时：

   • 将选择性高的列放在左边

   • 常用查询条件列尽量包含在索引最左端

2. 编写SQL时：

   • 确保查询条件包含索引最左列

   • 避免在索引列上使用函数或计算

   • 范围查询尽量放在最后

3. 排序和分组优化：

   -- 可以充分利用(a,b,c)索引
   ORDER BY a, b, c
   GROUP BY a, b, c
   
   -- 无法充分利用索引
   ORDER BY b, c

六、原理探究

MySQL的B+树索引按照索引定义的列顺序构建：

1. 先按第一列排序

2. 第一列相同再按第二列排序

3. 以此类推...

因此，跳过前面的列就相当于在一个无序的数据集中查找，无法利用索引的有序性。

七、验证方法

使用EXPLAIN查看执行计划，关注：

• type列为ref或range表示使用了索引

• key列显示实际使用的索引

• key_len显示实际使用的索引长度