什么是前缀索引

所谓前缀索引：说白了就是对文本的前几个字符建立索引（具体是几个字符在建立索引时指定），这样建立起来的索引更小，所以查询更快。这有点类似于 Oracle 中对字段使用 Left 函数来建立函数索引，只不过 MySQL 的这个前缀索引在查询时是内部自动完成匹配的，并不需要使用 Left 函数

那么为什么不对整个字段建立索引呢？一般来说使用前缀索引，可能都是因为整个字段的数据量太大，没有必要针对整个字段建立索引，前缀索引仅仅是选择一个字段的部分字符作为索引，这样一方面可以节约索引空间，另一方面则可以提高索引效率，当然很明显，这种方式也会降低索引的选择性

这里又涉及到一个概念，什么是索引选择性？

什么是索引选择性

关于索引的选择性，它是指不重复的索引值和数据表的记录总数的比值，取值范围在 [0,1] 之间。索引的选择性越高则查询效率越高，因为选择性高的索引可以让 MySQL 在查找时过滤掉更多的行

那是不是选择性越高的索引越好呢？当然不是！索引选择性最高为 1，如果索引选择性为 1，就是唯一索引了，搜索的时候就能直接通过搜索条件定位到具体一行记录！这个时候虽然性能最好，但是也是最费空间的，这不符合我们创建前缀索引的初衷

我们一开始之所以要创建前缀索引而不是唯一索引，就是希望能够在索引的性能和空间之间找到一个平衡，我们希望能够选择足够长的前缀以保证较高的选择性（这样在查询的过程中就不需要扫描很多行），但是又希望索引不要太过于占用存储空间

那么我们该如何选择一个合适的索引选择性呢？索引前缀应该足够长，以便前缀索引的选择性接近于索引的整个列，即前缀的基数应该接近于完整列的基数

首先可过如下 SQL 得到全列选择性

SELECT COUNT(DISTINCT column_name) / COUNT(*) FROM table_name;

然后再通过如下 SQL 得到某一长度 prefix_length

SELECT COUNT(DISTINCT LEFT(column_name, prefix_length)) / COUNT(*) FROM table_name;

在上面这条 SQL 执行的时候，我们要注意选择合适的 prefix_length，直至计算结果最接近于全列选择性的时候，就是最佳结果了，然后使用这个 prefix_length 就可以创建前缀索引了

创建前缀索引

数据库脚本

数据库脚本我们使用的是 mysql 官方提供的示例数据库，下载地址如下：http://downloads.mysql.com/docs/sakila-db.zip，下载解压如下所示

我们选择 city 表作为测试表（此处我将 city 表名改为了 city_demo），表结构及数据分别在上面的 sql 文件中，并选择 city 列来创建前缀索引

获取前缀长度 `prefix_length`

首先我们通过如下 SQL 来获取一下 city 全列的索引选择性，结果如下

SELECT COUNT(DISTINCT city) / COUNT(*) FROM city_demo;

可以看到，结果为 0.9983。全列选择性为 0.9983 说明这一列的值还是有重复的

接下来我们获取前缀长度 prefix_length，这里一共测试了 8 个不同的 prefix_length，来看看各自的选择性

SELECT COUNT(DISTINCT LEFT(city,7))/COUNT(*) AS pref7,COUNT(DISTINCT LEFT(city,8))/COUNT(*) AS pref8,COUNT(DISTINCT LEFT(city,9))/COUNT(*) AS pref9,COUNT(DISTINCT LEFT(city,10))/COUNT(*) AS pref10,COUNT(DISTINCT LEFT(city,11))/COUNT(*) AS pref11,COUNT(DISTINCT LEFT(city,12))/COUNT(*) AS pref12,COUNT(DISTINCT LEFT(city,13))/COUNT(*) AS pref13,COUNT(DISTINCT LEFT(city,14))/COUNT(*) AS pref14
FROM city_demo;

很明显，这里的前缀长度 prefix_length 是 14，接下来创建前缀索引

创建前缀索引

alter table city_demo add index city_index(city(14));

前缀索引测试

使用如下 SQL 查看其执行计划，结果如下

EXPLAIN select * from city_demo where city = 'Kamjanets-Podilskyi';

可以看到，这个前缀索引已经用上了，具体搜索流程是这样

从 city_index 索引中找到第一个值为 Kamjanets-Podi 的记录（city 的前 14 个字符）
由于 city_index 是普通索引，叶子结点保存的是主键值，所以此时拿到了主键值，如 ID1
到主键索引树上查到 ID1 这一行，判断 city 的值满不满足 where 后的条件，不满足这一行丢弃
继续回到 city_index 这个索引树上查下一条记录，发现如果还是 Kamjanets-Podi，取出 ID2，再回到主键索引树上进行判断，如果值正确，将结果返回结果集中
重复执行以上流程，直到从 city_index 索引树上取出的数据不是 Kamjanets-Podi，循环结束

如果我们建立了前缀索引并且前缀索引的选择性为 1，那么就不需要第 5 步了，如果前缀索引选择性小于 1，就需要第 5 步。既节省了空间，又提高了搜索效率

前缀索引与覆盖索引

使用了前缀索引后，我们来看一个查询 SQL

EXPLAIN select city from city_demo where city = 'Kamjanets-Podilskyi';

如上的 SQL 查询的列是 city，在前缀索引中 B+Tree 里保存的根本就不是完整的 city 字段的值，必须要回表才能拿到需要的数据。所以，用了前缀索引，就用不了覆盖索引了

小结

前缀索引是一种能使索引占用空间更小，查询速度更快的有效办法，但另一方面也有其缺点：mysql 无法使用其前缀索引做 ORDER BY 和 GROUP BY，用了前缀索引，就用不了覆盖索引了
要明确使用前缀索引的目的与优势
- 大大节约索引的占用空间，从而提高索引效率
- 对于 BOLB 、TEXT 或者很长的 VARCHAR 类型的列，必须使用前缀索引，因为 MySQL 不允许索引这些列的完整长度
真正的难点在于：要选择足够长的前缀以保证较高的选择性，同时又不能太长，前缀的长度应该使前缀索引的选择性接近索引整个列，即前缀的基数应该接近于完整列的基数

参考：https://blog.csdn.net/qq_43672652/article/details/106156353
参考：https://blog.csdn.net/dhrome/article/details/72853153

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