《MySQL面試小抄》索引考點二面總結

我是肥哥，一名不專業的面試官！

我是囧囧，一名積極找工作的小菜鳥！

囧囧表示：小白麵試最怕的就是面試官問的知識點太籠統，自己無法快速定位到關鍵問題點！！！

本期主要面試考點

面試官考點之談談索引維護過程？頁分裂？頁合併？

面試官考點之簡述一下查詢時B+樹索引搜尋過程？

面試官考點之什麼是回表？

面試官考點之什麼是索引覆蓋？使用場景？

面試官考點之什麼情況下會索引失效？

面試官考點之哪些情況下，可能會面臨索引失效的問題？

面試官考點之or走索引和索引失效分別是什麼場景？

面試官考點之哪些情況下需要建立索引？

面試官考點之聯合索引之最左字首原則？

面試官考點之索引下推場景？
 

面試官考點之談談索引維護過程？頁分裂？頁合併？

B+樹為了維護索引有序性，在插入刪除的時候需要做必要的維護，必要時候可能涉及到頁分裂，頁合併過程！

首先假設每個葉子節點（資料頁或磁碟塊）只能儲存3條索引和資料記錄，如圖

情況1、新增行記錄，ID=3，此時【資料頁1】未滿，只需要在data2後新增ID=3的行記錄，B+樹整體結構不需要進行調整

情況2、新增行記錄，ID=8，此時【資料頁2】已滿，這時候需要申請一個新的資料頁，然後挪動部分資料過去。這個過程稱為頁分裂。

頁分裂過程消耗效能，同時空間利用率也降低了

有分裂就有合併，當相鄰兩個頁由於刪除了資料，利用率很低之後，會將資料頁做合併。合併的過程，可以認為是分裂過程的逆過程

當相鄰兩個頁由於刪除了資料，利用率很低之後，會將資料頁做合併。合併的過程，可以認為是分裂過程的逆過程。

【資料頁2】刪除了ID=7,ID=8的行記錄，此時【資料頁2】【資料頁3】利用率很低，將進行頁合併。

面試官考點之簡述一下查詢時B+樹索引搜尋過程？

準備一張使用者表，其中id為主鍵，age為普通索引

CREATE TABLE `user` (
  `id` int(11) PRIMARY KEY,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `age` int(11) DEFAULT NULL
  KEY `idx_age` (`age`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
 

select * from user where age=22 簡述一下B+樹索引搜尋過程？

假設要查詢的記錄

 id=5,name="張三",age=22

MySQL為每個索引分別維護了一棵B+Tree索引樹，

主鍵索引非葉子節點維護了索引鍵，葉子節點儲存行資料；

非主鍵索引也稱為二級索引，非葉子節點儲存主鍵；

B+樹索引搜尋過程

搜尋條件 age=22，可走idx_age索引，首先載入idx_age索引樹，找到age=22的記錄，取得id=5

回表搜尋，載入主鍵索引樹，找到id=22的記錄，取得整行資料

面試官考點之什麼是回表？

idx_age二級索引樹找到主鍵id後，回到id主鍵索引搜尋的過程,就稱為回表。

並非所有非主鍵索引搜尋，都需要進行回表搜尋，也就是下面要說的索引覆蓋。

面試官考點之什麼是索引覆蓋？使用場景？

在上面提到的例子中，由於查詢結果所需要的資料只在主鍵索引上有，所以不得不回表。

如果在查詢的資料列裡面，直接從索引列就能取到想要的結果，就不需要再回表去查，也稱之為索引覆蓋！

索引覆蓋的優點

1. 可以避免對Innodb主鍵索引的二次查詢

2. 可以避免MyISAM表進行系統呼叫

3. 可以優化快取,減少磁碟IO操作

修改一下上述栗子，滿足索引覆蓋條件？

select id, age from user where age=22

查詢的資訊，id，age都可以直接在idx_age 索引樹中獲取，不需要回表搜尋。

由於覆蓋索引可以減少樹的搜尋次數，顯著提升查詢效能，所以使用覆蓋索引是一個常用 的效能優化手段。

索引是一把雙刃劍，提供快速排序搜尋的同時，索引欄位的維護也是要付出相應的代價的。

因此，在建立冗餘索引來支援覆蓋索引時就需要權衡考慮了

面試官考點之索引失效？

建立的索引，到底有沒有生效，或者說SQL語句有沒有使用索引查詢？

一個最常見的查詢場景，建立idx_name索引

select * from t_user where user_name like '%mayun100%';

這條查詢是否走索引？

select * from t_user where user_name like 'mayun100%';

這條查詢是否走索引？

面試官考點之有哪些情況下，可能會面臨索引失效的問題？

1. like萬用字元，左側開放情況下，全表掃描

2. or條件篩選，可能會導致索引失效

3. where中對索引列使用mysql的內建函式，一定失效

4. where中對索引列進行運算（如，+、-、*、/），一定失效

5. 型別不一致，隱式的型別轉換，導致的索引失效

6. where語句中索引列使用了負向查詢，可能會導致索引失效 負向查詢包括：NOT、!=、<>、!<、!>、NOT IN、NOT LIKE等。其中!< !> 為SQLServer語法。

7. 索引欄位可以為null，使用is null或is not null時，可能會導致索引失效

8. 隱式字元編碼轉換導致的索引失效

9. 聯合索引中，where中索引列違背最左匹配原則，一定會導致索引失效

10. MySQL優化器的最終選擇，不走索引

面試官考點之or走索引和索引失效分別是什麼場景?

or走索引和索引失效分別是什麼場景?

OR 連線的是同一個欄位，相同走索引

explain select * from t_user where user_name = 'mayun10' or user_name = 'mayun1000'

OR 連線的是兩個不同的欄位，不走索引

給address列增加索引

alter table t_user add index idx_address(address);
explain select * from t_user where user_name = 'mayun10' or address = '浙江杭州12';

OR 連線的是兩個不同欄位，如果兩個欄位皆有索引，走索引

（插播，下一期：《MySQL面試小抄》幾種索引失效場景驗證）

盡請關注：囧麼肥事

面試小抄系列。

面試官考點之哪些情況下需要建立索引？

1.主鍵自動建立唯一索引

2.頻繁查詢的欄位

3.JOIN 關聯查詢，作為外來鍵關係的列建立索引

4.單鍵/組合索引的選擇問題，高併發下傾向建立組合索引，建立時遵循最左字首匹配原則

5.ORDER BY 查詢中排序的欄位，排序欄位通過索引訪問大幅提高排序速度

6.GROUP BY 需要分組欄位或查詢中統計欄位

面試官考點之聯合索引之最左字首原則

MySQL建立多列索引（聯合索引）有最左字首的原則，即最左優先

當MySQL建立的是聯合索引，假設以(a,b,c) 列作為聯合索引，那麼MySQL建樹規則是什麼？

我們知道MySQL會為每一個索引維護一顆B+Tree，非葉子節點儲存索引key，葉子節點儲存行資料data。

聯合索引(a,b,c) 相當於建立了 (a), (a,b), (a,b,c) 三個索引，MySQL組裝索引樹時，是按照從左到右的順序來建立B+Tree的聯合索引樹的。

匹配索引情況一

假設（a,b,c）索引要搜尋的值為('張三', 21, 100) ，檢索資料時，匹配的順序就是a,b,c。

B+Tree會優先比較a來確定下一步的所搜方向，如果a相同再依次比較b和c，最後得到檢索的資料；

匹配索引情況二

假設（a,c）索引要搜尋的值為('張三', 100) ，檢索資料時，匹配的順序就是a,b,c。

B+Tree使用a來指定搜尋方向，但下一個欄位b缺失，所以只能把a等於張三的資料都找到，然後再匹配c是100的資料。

匹配索引情況三

假設（b,c）索引要搜尋的值為('張三', 21) ，檢索資料時，無匹配順序

B+Tree不知道下一步該查哪個節點，因為建立搜尋樹的時候a是第一個比較因子，必須要先根據a來搜尋才能知道下一步去哪裡查詢。此時索引失效！

索引項是按照索引定義裡面出現的欄位順序排序的，最左字首可以是聯合索引的最左N個欄位，也可以是字串索引的最左M個字元。

面試官考點之索引下推場景？

索引下推，即減少二級索引回表搜尋次數！！！

通俗說，減少查詢主鍵索引樹次數，減少磁碟IO

建立聯合索引 idx_age_weight

select * from user where age = 11 and weight = 98

5.6之前搜尋過程是

在idx_age_weight 索引樹中匹配出所有的 age = 11 索引，拿到主鍵id，回表去一條條再比對weight欄位

如下圖，需要進行3次回表搜尋操作

5.6後的搜尋過程是 在idx_age_weight 索引樹中匹配出所有的 age = 11 索引，順便對weight欄位進行判斷，過濾掉weight = 100的記錄，然後再進行回表搜尋。

如下圖，只需要進行2次回表搜尋操作

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