《MySQL 技术内幕（第5版）》逐章精华笔记第三章

第3章：表与索引结构（完整版）

本章目标

• 理解 MySQL 索引的物理结构（B+树）

• 掌握最左前缀原则、覆盖索引、回表机制

• 学会索引设计优化常见查询

• 避免典型的“索引失效”写法

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一、B+树索引结构详解

InnoDB 中所有索引，包括聚簇索引和辅助索引，底层都是 B+树 结构。

B+树 vs B树 对比

项目	B树	B+树（MySQL用）
叶子节点	存数据	存数据
非叶子节点	也存数据	只存键，不存值
查找效率	较慢	较快（更适合范围查找）
查询方式	可能终止于中间节点	必须走到叶子节点

所有值都在叶子节点，非叶子节点只用来查路。

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二、最左前缀原则

联合索引的命中与否，取决于是否满足“最左前缀”原则。

✅ 规则说明：

CREATE INDEX idx_name_age ON user(name, age);

可命中索引的写法：

• WHERE name = '张三'

• WHERE name = '张三' AND age = 20

• WHERE name LIKE '张%'

❌ 无法命中索引的写法：

• WHERE age = 20（跳过了 name）

• WHERE name LIKE '%三'（前缀模糊）

联合索引就像电话簿，是“先按姓氏 → 再按名字”顺序排列的。

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三、回表与覆盖索引

回表

辅助索引的叶子节点只包含主键值，要查其他列时，需“回表”到聚簇索引查整行。

SELECT name FROM user WHERE email = '[email protected]';
-- 需要回表（索引 idx_email）

覆盖索引

如果查询的字段都在索引里，就无需回表。

SELECT email FROM user WHERE email = '[email protected]';
-- 不需要回表（完全命中 idx_email）

回表相当于查目录后翻页找正文，覆盖索引就像直接查目录就拿到答案。

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四、索引失效的常见原因

类型	说明
范围后无索引	WHERE a = 1 AND b > 5，b无法命中索引
隐式类型转换	WHERE age = '20'（age 为 INT，右侧为字符串）
使用函数	WHERE DATE(create_time) = '2024-01-01' 无法使用索引
OR 连多个条件	WHERE a = 1 OR b = 2 若 b 无索引，则全表扫描
前缀模糊匹配	LIKE '%xxx' 无法使用索引

✅ 改写建议：

• 使用区间代替函数：

-- ❌ 索引失效：
WHERE DATE(create_time) = '2024-01-01'

-- ✅ 改写后：
WHERE create_time >= '2024-01-01 00:00:00'
  AND create_time <  '2024-01-02 00:00:00'

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五、实验与实践

实验 1：最左前缀规则测试

CREATE TABLE employee (
  id INT PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(50),
  age INT,
  dept_id INT,
  INDEX idx_name_age_dept(name, age, dept_id)
);

-- 写法1：命中索引
EXPLAIN SELECT * FROM employee WHERE name = '张三';

-- 写法2：命中索引
EXPLAIN SELECT * FROM employee WHERE name = '张三' AND age = 30;

-- 写法3：无法使用索引
EXPLAIN SELECT * FROM employee WHERE age = 30;

实验 2：索引失效类型转换

-- 假设 age 是 INT 类型
EXPLAIN SELECT * FROM employee WHERE age = '30';

Extra 字段会出现 Using where 而不是 Using index

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六、自测练习题

✅ 问题1：以下哪种写法不会使用索引？

CREATE INDEX idx_ab ON t(a, b);
SELECT * FROM t WHERE b = 2 AND a = 1;

答案：顺序错了，写成 a=1 AND b=2 才能命中索引。

✅ 问题2：如何判断某个查询是否“回表”？

答案：观察 EXPLAIN 的 extra 字段，是否包含 Using index。

✅ 问题3：是否可以只对 name 字段加索引，就优化 like 查询？

答案：LIKE '张%' 可以走索引，LIKE '%三' 无法。

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七、总结图示

索引命中与否流程图：

查询字段 → 是否命中索引字段？
      ↓
按顺序书写？ → 是 → 是否前缀模糊？ → 否 → ✅ 使用索引
                                     ↓ 是 → ❌ 无法使用索引

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下一章我们将进入 SQL 执行流程（第4章）：

• SQL 是怎么一步步执行的？

• 优化器如何选择执行路径？

• EXPLAIN 每列代表什么？如何分析？