MySQL回表查询与索引覆盖？(sql优化)

问题场景

两个sql语句执行 :

select id,name where name='shenjian'
select id,name,sex where name='shenjian'

• 多查询了一个属性，为何检索过程完全不同？
• 什么是回表查询？
• 什么是索引覆盖？
• 如何实现索引覆盖？
• 哪些场景，可以利用索引覆盖来优化SQL？
  (本文试验基于MySQL5.6-InnoDB)

一、什么是回表查询？

1.先了解InnoDB有两大类索引：

聚集索引(clustered index)

普通索引(secondary index)

2.InnoDB聚集索引和普通索引有什么差异？

InnoDB聚集索引的叶子节点存储行记录，因此， InnoDB必须要有，且只有一个聚集索引：

• 如果表定义了PrimaryKey，则PK就是聚集索引；
• 如果表没有定义PK，则第一个not NULL unique列是聚集索引；
• 否则，InnoDB会创建一个隐藏的row-id作为聚集索引; 所以PK查询非常快，直接定位行记录。

InnoDB普通索引的叶子节点存储主键值。注意，不是存储行记录头指针，MyISAM的索引叶子节点存储记录指针。
举个栗子，不妨设有表：
t(id PrimaryK, name KEY, sex, flag);
这里注意：id是聚集索引，name是普通索引。
表中有四条记录：

两个B+树索引分别如上图：

• id为PK，聚集索引，叶子节点存储行记录；
• name为KEY，普通索引，叶子节点存储PK值，即id；

3.既然从普通索引无法直接定位行记录，那普通索引的查询过程是怎么样的呢？

通常情况下，需要扫码两遍索引树。例如：

select * from t where name='lisi';

• 是如何执行的呢？
  
  如粉红色路径，需要扫码两遍索引树：
• 1. 先通过普通索引定位到主键值id=5；
• 2. 在通过聚集索引定位到行记录；

这就是所谓的回表查询，先定位主键值，再定位行记录，它的性能较扫一遍索引树更低。

二、什么是索引覆盖(Covering index)？

借用一下SQL-Server官网的说法。
MySQL官网，类似的说法出现在explain查询计划优化章节，即explain的输出结果Extra字段为Using index时，能够触发索引覆盖。
不管是SQL-Server官网，还是MySQL官网，都表达了：只需要在一棵索引树上就能获取SQL所需的所有列数据，无需回表，速度更快。

三、如何实现索引覆盖？

常见的方法是：将被查询的字段，建立到联合索引里去。
仍是上面的例子：

create table user (
id int primary key,
name varchar(20),
sex varchar(5),
index(name)
)engine=innodb;

• 第一个SQL语句：

select id,name from user where name='shenjian';

能够命中name索引，索引叶子节点存储了主键id，通过name的索引树即可获取id和name，无需回表，符合索引覆盖，效率较高。
可以发现: Extra：Using index

• 第二个SQL语句：

select id,name,sex from user where name='shenjian';

能够命中name索引，索引叶子节点存储了主键id，但sex字段必须回表查询才能获取到，不符合索引覆盖，需要再次通过id值扫码聚集索引获取sex字段，效率会降低。

可以发现: Extra：Using index condition

• 如果把(name)单列索引升级为联合索引(name, sex)就不同了。

create table user (
id int primary key,
name varchar(20),
sex varchar(5),
index(name, sex)
)engine=innodb;

• 执行一遍查询：

select id,name ... where name='shenjian';
select id,name,sex ... where name='shenjian';

可以看到，上面两个查询都能够命中索引覆盖，无需回表。
可以发现: Extra：Using index

四、哪些场景可以利用索引覆盖来优化SQL？

场景1：全表count查询优化

原表为：

user(PK id, name, sex)；

直接：

select count(name) from user;

不能利用索引覆盖。 因此，添加索引：

alter table user add key(name);

就能够利用索引覆盖提效。

场景2：列查询回表优化

select id,name,sex ... where name='shenjian';

这个例子不再赘述，将单列索引(name)升级为联合索引(name, sex)，即可避免回表。

场景3：分页查询

select id,name,sex ... order by name limit 500,100;

将单列索引(name)升级为联合索引(name, sex)，也可以避免回表。
InnoDB聚集索引普通索引，回表，索引覆盖。