【MySQL】覆盖索引和回表

• 先来了解一下两大类索引
• 聚簇索引（也称聚集索引，主键索引等）
• 普通索引（也成非聚簇索引，二级索引等）

• 聚簇索引
• 如果表设置了主键，则主键就是聚簇索引
• 如果表没有主键，则会默认第一个NOT NULL，且唯一（UNIQUE）的列作为聚簇索引
• 以上都没有，则会默认创建一个隐藏的row_id作为聚簇索引

InnoDB的聚簇索引的叶子节点存储的是行记录（其实是页结构，一个页包含多行数据），InnoDB必须要有至少一个聚簇索引。
由此可见，使用聚簇索引查询会很快，因为可以直接定位到行记录。

• 普通索引

普通索引也叫二级索引，除聚簇索引外的索引，即非聚簇索引。
InnoDB的普通索引叶子节点存储的是主键（聚簇索引）的值，而MyISAM的普通索引存储的是记录指针。

请看如下示例：

• 建表

 CREATE TABLE IF NOT EXISTS `user`(
    -> `id` INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT,
    -> `name` VARCHAR(60),
    -> `age` TINYINT(4),
    -> PRIMARY KEY (id),
    -> INDEX idx_age (age)
    -> )ENGINE=innodb charset=utf8mb4;

# id 字段是聚簇索引，age 字段是普通索引（二级索引）

• 随便加几个数据

insert into user(name,age) values('张三',30);
insert into user(name,age) values('李四',20);
insert into user(name,age) values('王五',40);
insert into user(name,age) values('刘八',10);

mysql> select * from user;
+----+------+-----+
| id | name | age |
+----+------+-----+
|  1 | 张三 |  30 |
|  2 | 李四 |  20 |
|  3 | 王五 |  40 |
|  4 | 刘八 |  10 |
+----+------+-----+
4 rows in set (0.06 sec)

• 索引存储结构

id 是主键，所以是聚簇索引，其叶子节点存储的是对应行记录的数据

age 是普通索引（二级索引），非聚簇索引，其叶子节点存储的是聚簇索引的的值

如果查询条件为主键（聚簇索引），则只需扫描一次B+树即可通过聚簇索引定位到要查找的行记录数据。
如：select * from user where id = 1;

如果查询条件为普通索引（非聚簇索引），需要扫描两次B+树，第一次扫描通过普通索引定位到聚簇索引的值，然后第二次扫描通过聚簇索引的值定位到要查找的行记录数据。
如：select * from user where age = 30;

1》先通过普通索引【age=30】定位到主键值 【id=1】

 2》在通过聚集索引【id=1】定位到行记录数据

• 回表查询

先通过普通索引的值定位到聚簇索引值，在通过聚簇索引的值定位到行记录数据，要通过扫描两次索引B+树，它的性能较扫描一次较低

•  索引覆盖

只需在一颗索引树上就能获取SQL所需的所有列数据，无需回表，速度更快。
例如：select id,age from user where age = 10;

• 如何实现覆盖索引

常见的方法是：将被查询的字段，建立到联合索引里去（若查询有where条件，同时where条件字段也必须为索引字段）。

1》如实现：select id,age from user where age = 10;
explain分析：因为age是普通索引，使用到了age索引，通过一次扫描B+树即可查询到相应的结果，这样就实现了覆盖索引
此时的Extra列的【Using Index】表示进行了聚簇索引

mysql> explain select id,age from user where age = 10;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | NULL       | ref  | idx_age       | idx_age | 2       | const |    1 |   100.00 | Using index |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------------+
1 row in set (0.07 sec)

2》如实现：select id,age,name from user where age = 10;
explain分析：age是普通索引，但name列不在索引树上，所以通过age索引在查询到id和age的值后，需要进行回表再查询name的值。
此时的Extra列的NULL表示进行了回表查询

mysql> explain select id,age,name from user where age = 10;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | user  | NULL       | ref  | idx_age       | idx_age | 2       | const |    1 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+
1 row in set (0.05 sec)

explain 使用方式如下：

EXPLAIN +SQL语句
如：EXPLAIN SELECT * FROM t1

• 为了实现索引覆盖，需要建组合索引idx_age_name(age,name)

mysql> drop index idx_age on user;
mysql> create index idx_age_name on user(`age`,`name`);

我们再次EXPLAIN分析一次：

mysql> explain select id,age,name from user where age = 10;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------------+---------+-------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key          | key_len | ref   | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------------+---------+-------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | NULL       | ref  | idx_age_name  | idx_age_name | 2       | const |    1 |   100.00 | Using index |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------------+---------+-------+------+----------+-------------+
1 row in set (0.05 sec)

#可见Extra的值为【Using Index】，表示使用的覆盖索引

哪些场景适合使用索引覆盖来优化SQL：

• 全表count查询优化

mysql> explain select count(age) from user;
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type  | possible_keys | key          | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | NULL       | index | NULL          | idx_age_name | 245     | NULL |    4 |   100.00 | Using index |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set (0.06 sec)

• 分页查询

mysql> explain select id,age,name from user order by age limit 100,2;
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type  | possible_keys | key          | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | NULL       | index | NULL          | idx_age_name | 245     | NULL |    4 |   100.00 | Using index |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+--------------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set (0.06 sec)