如上图中,如果我们要搜索 username 为 ac 且 age 为 98 的用户,就可以直接使用索引精确定位到。
最左匹配
如果我们只是想搜索 username 为 ac 的用户,很明显也可以使用上图索引,因为用户名是有序的。在上图中,username 和 age 组成了联合索引,其中 username 在前,age 在后,所以索引是先按照 username 进行排序,username 相同的时候,再按照 age 进行排序的(如 bw 这个用户),如果我们按照 username 进行搜索,那么没问题,可以用上索引;但是如果我们按照 age 进行搜索,很明显,age 在整个索引树中是无序的,所以当我们使用 age 作为搜索条件的时候,是没法使用上图这个联合索引的。
前缀匹配
如果我们搜索的关键字只是 username 字段的前半部分,那么很明显,也是可以使用索引的,例如搜索所有以 a 开始的 username。
范围匹配
如果我们的搜索条件是一个范围,很明显也可以使用到上述索引,例如搜索姓名介于 ab~cc 之间的用户,只需要先从索引树的根节点开始,先找到 ab,然后根据叶子节点之间的指针顺藤摸瓜,找到 cc 之后的第一个数据(不满足条件的第一个数据)结束。
前面全值匹配,后面范围匹配
例如查找 username 为 bw 且 age 介于 90~99 之间的用户,这种情况也可以使用到上图的索引。在上图索引树中,当 username 相同的时候,就是按照 age 排序的,所以对于 username 都为 bw 的用户,它就是按照 age 进行排序的,此时,我们当然可以按照 age 的范围进行搜索了。
覆盖索引
有的时候,我们搜索的数据都在索引树中了,例如上图中的索引,我们想搜索 username 为 bw 的用户的 age,由于 age 就在索引树中,直接返回即可,这就是覆盖索引了。
2.4 使用限制
毫无疑问,基于 B+Tree 的索引,其实也存在一些使用限制。例如:
如果我们将 age 作为搜索条件,虽然 age 也是联合索引的一部分,但是 age 整体上在索引树中是无序的,所以将 age 作为搜索条件是没法使用上述索引的。
范围条件的右边无法使用索引直接定位。例如搜索 username 以 a 开头并且年龄为 99 的用户:where username like 'a%' and age=99,此时 age=99 这个条件就无法在索引树中直接处理了(可以通过索引下推过滤)。原因很简单,当我们找到所有 username 以 a 开始的用户之后,这些用户的 age 并不是有序的,所以 age 就没法继续使用索引搜索了(但是可以通过索引下推过滤)。
关于第三点,我举一个例子,假设我们还有两个用户,分别是:
username 为 ad 且 age 为 80;
username 为 ae 且 age 为 88;
那么我们完善一下上面 B+Tree 的图应该变成下面这样: 可以看到,username 以 a 开始的用户,age 并不是有序的,所以就只能通过索引下推过滤了,而无法直接通过索引扫描定位数据。对于第三点,如果范围搜索的字段值的可能性比较少,则可以通过多个等于比较来代替范围搜索。