数据库什么情况索引失效

数据库索引会在多种情况下失效，包括：使用不等于操作符、多列索引未按顺序使用、函数操作、数据类型不匹配、低选择性列、模糊查询前缀为通配符、隐式转换。 例如，函数操作导致索引失效是因为数据库在执行查询时，会先对每行数据应用函数，然后再比较结果，这使得索引无法有效利用。例如，在查询中使用LOWER(column_name)来进行不区分大小写的比较时，索引将失效，因为数据库需要对每一行的数据都执行LOWER()函数，无法直接利用索引来快速定位数据。

一、使用不等于操作符

使用不等于操作符（例如<>或!=）会导致索引失效。数据库在这种情况下无法通过索引快速排除不满足条件的行，因此必须扫描整个表来找到所有不等于指定值的记录。这种全表扫描会显著降低查询性能，特别是在处理大型数据集时。例如，如果在查询中使用SELECT * FROM users WHERE age != 30;，即使age字段上有索引，数据库也会进行全表扫描。

二、多列索引未按顺序使用

多列索引（复合索引）需要按特定顺序使用，才能发挥作用。如果查询条件中的列顺序与索引定义的顺序不一致，索引可能无法被利用。例如，一个复合索引是按列A和列B的顺序创建的，查询SELECT * FROM table WHERE B = 'value';将不会使用该索引，因为查询未按索引定义的顺序使用列。正确的使用方式应该是SELECT * FROM table WHERE A = 'value' AND B = 'value';。

三、函数操作

在查询条件中使用函数操作会导致索引失效。数据库需要对每行数据应用函数，然后再进行比较，这使得索引无法被利用。例如，查询SELECT * FROM table WHERE LOWER(column_name) = 'value';会导致索引失效。如果column_name字段有索引，正确的做法是确保查询条件不使用函数，改为SELECT * FROM table WHERE column_name = 'VALUE';，并确保数据存储时已转换为一致的格式。

四、数据类型不匹配

数据类型不匹配也会导致索引失效。例如，如果索引字段的数据类型是字符串，但查询条件使用的是数值类型，数据库会进行类型转换，从而无法利用索引。查询SELECT * FROM table WHERE varchar_column = 123;会导致索引失效，因为数据库需要将数值123转换为字符串再进行比较。正确做法是确保查询条件中的数据类型与索引字段的数据类型一致。

五、低选择性列

低选择性列是指那些具有大量重复值的列，这种情况下索引的使用效果不佳。索引在高选择性列上更有效，因为高选择性意味着每个值在表中出现的次数较少，因此索引可以更快速地过滤数据。例如，在性别字段（仅有“男”和“女”两个值）上创建索引，其效果会很差，因为选择性太低，数据库会倾向于进行全表扫描而不是使用索引。

六、模糊查询前缀为通配符

使用LIKE操作符进行模糊查询时，如果通配符出现在前缀位置，索引将失效。例如，查询SELECT * FROM table WHERE column_name LIKE '%value';会导致索引失效，因为数据库无法利用索引来匹配以任意字符开头的模式。正确的做法是尽量避免在前缀位置使用通配符，改为SELECT * FROM table WHERE column_name LIKE 'value%';，这样可以让索引发挥作用。

七、隐式转换

隐式转换发生在查询条件中的数据类型与索引字段的数据类型不匹配时。例如，查询条件中使用的是数值类型，而索引字段是字符串类型，数据库会进行隐式转换，从而导致索引失效。查询SELECT * FROM table WHERE varchar_column = 123;会导致索引失效，正确做法是确保查询条件中的数据类型与索引字段的数据类型一致。

八、OR条件

在查询中使用OR条件时，如果OR条件中的每个字段都没有索引，或者只有部分字段有索引，索引将无法有效利用。例如，查询SELECT * FROM table WHERE column1 = 'value1' OR column2 = 'value2';，如果只有column1有索引而column2没有，数据库将进行全表扫描。为了避免这种情况，可以将OR条件拆分为多个独立查询，然后使用UNION合并结果，或者确保每个字段都有索引。

九、更新频繁的字段

在频繁更新的字段上创建索引会导致索引失效，因为每次更新都会导致索引的重建或维护，这会显著增加数据库的开销。例如，对交易表中的交易状态字段进行频繁更新，如果该字段上有索引，每次更新都会导致索引的重建，从而影响查询性能。解决方法是避免在频繁更新的字段上创建索引，或者使用其他优化手段，如分区表。

十、表数据量过小

在数据量非常小的表上创建索引，索引的效果会不明显，甚至可能导致性能下降。数据库在处理小数据量时，通常会选择全表扫描而不是使用索引，因为全表扫描的开销较低。例如，一个只有几百行记录的表，即使创建了索引，查询性能的提升也非常有限。对于这种情况，可以考虑不创建索引，直接进行全表扫描。

十一、索引选择性差

索引选择性差的情况下，索引的效果会很差。选择性指的是不同值的数量与总记录数的比值，高选择性表示唯一值较多，低选择性表示重复值较多。例如，在一个包含大量重复值的列上创建索引，索引的选择性非常差，数据库更倾向于进行全表扫描而不是使用索引。解决方法是尽量在高选择性的列上创建索引，以提高查询性能。

十二、组合索引未充分利用

组合索引（复合索引）需要按特定顺序使用，才能发挥作用。如果查询条件中的列顺序与索引定义的顺序不一致，索引可能无法被利用。例如，一个复合索引是按列A和列B的顺序创建的，查询SELECT * FROM table WHERE B = 'value';将不会使用该索引，因为查询未按索引定义的顺序使用列。正确的使用方式应该是SELECT * FROM table WHERE A = 'value' AND B = 'value';。

十三、统计信息不准确

数据库的查询优化器依赖于统计信息来决定是否使用索引。如果统计信息不准确或过时，优化器可能会做出错误的决定，从而导致索引失效。例如，表的统计信息没有及时更新，导致优化器认为全表扫描比使用索引更有效。解决方法是定期更新统计信息，以确保优化器能够做出正确的决策。

十四、索引碎片

索引碎片是由于频繁的插入、更新和删除操作导致的，碎片会影响索引的性能。索引碎片过多会导致数据库在使用索引时需要更多的I/O操作，从而降低查询性能。解决方法是定期重建索引或进行索引维护，以减少碎片，提高索引的使用效率。

十五、分页查询

在分页查询中，如果排序字段没有索引，分页查询的性能会很差。例如，查询SELECT * FROM table ORDER BY column_name LIMIT 1000, 10;，如果column_name没有索引，数据库必须进行全表扫描和排序，从而导致性能下降。解决方法是在排序字段上创建索引，以提高分页查询的性能。

十六、使用子查询

在查询中使用子查询时，如果子查询的结果集较大，索引的效果会很差。例如，查询SELECT * FROM table WHERE column_name IN (SELECT column_name FROM other_table);，如果other_table中的结果集较大，数据库必须对结果集进行全表扫描，从而导致索引失效。解决方法是尽量避免使用子查询，改为使用JOIN操作，以提高查询性能。

十七、连接查询

在连接查询中，如果连接字段没有索引，连接查询的性能会很差。例如，查询SELECT * FROM table1 JOIN table2 ON table1.column_name = table2.column_name;，如果连接字段没有索引，数据库必须进行全表扫描和连接操作，从而导致性能下降。解决方法是在连接字段上创建索引，以提高连接查询的性能。

十八、分区表查询

在分区表中，如果查询条件未包含分区键，索引将无法有效利用。例如，查询SELECT * FROM partitioned_table WHERE non_partitioned_column = 'value';，如果查询条件未包含分区键，数据库必须扫描所有分区，从而导致索引失效。解决方法是在查询条件中包含分区键，以提高查询性能。

十九、视图查询

在视图查询中，如果视图未正确建立索引，查询性能会很差。例如，查询SELECT * FROM view_name WHERE column_name = 'value';，如果视图未建立索引，数据库必须对视图进行全表扫描，从而导致性能下降。解决方法是在视图上建立索引，以提高查询性能。

二十、重复索引

重复索引是指在同一列上创建了多个相同类型的索引，这会导致索引失效。例如，在同一列上创建了两个B树索引，查询时数据库可能会选择其中一个索引，而另一个索引则被浪费。解决方法是避免在同一列上创建重复索引，以提高索引的使用效率。

相关问答FAQs：

1. 数据库索引失效的原因有哪些？

数据库索引在某些情况下可能会失效，导致查询性能下降。以下是一些常见的原因：

• 数据量过大：当数据库表中的数据量非常庞大时，索引的效果可能会受到影响。因为索引需要占用额外的存储空间，并且在插入、更新和删除数据时需要维护索引结构，这些操作可能会导致索引失效。

• 不适当的索引设计：索引的设计需要根据具体的查询需求和数据特点进行优化。如果索引设计不合理，例如创建了过多或过少的索引，或者创建了不必要的复合索引，都可能导致索引失效。

• 数据分布不均匀：如果数据库表中的数据分布不均匀，即某些数据值的出现频率非常高，而其他数据值的出现频率非常低，那么索引的效果可能会受到影响。因为索引是基于数据值进行排序和查找的，如果数据分布不均匀，可能会导致索引失效，无法提供良好的查询性能。

• 数据类型不匹配：索引的数据类型应与查询条件的数据类型匹配，否则索引可能无法生效。例如，如果索引的数据类型是字符串，而查询条件是数字，那么索引可能无法被使用，导致索引失效。

2. 如何判断数据库索引是否失效？

判断数据库索引是否失效可以通过以下几种方式：

• 执行查询计划：在执行查询语句之前，可以使用数据库提供的查询计划工具（如Explain Plan）来查看查询语句的执行计划。如果查询计划中出现了全表扫描或者索引的使用情况不符合预期，那么就可能存在索引失效的情况。

• 监控数据库性能：通过数据库性能监控工具，可以实时监测数据库的各项性能指标，如CPU利用率、磁盘IO、内存使用等。如果索引失效导致查询性能下降，那么这些指标可能会有相应的变化。

• 观察查询执行时间：对于频繁执行的查询语句，可以通过观察查询执行时间的变化来判断索引是否失效。如果查询执行时间明显增加，可能是因为索引失效导致的。

3. 如何解决数据库索引失效的问题？

当发现数据库索引失效的问题时，可以采取以下几种解决方法：

• 重新设计索引：根据查询需求和数据特点，重新设计索引，选择合适的索引类型和字段，以提高查询性能。可以通过分析查询语句的执行计划和监控数据库性能来评估和调整索引设计。

• 优化查询语句：有时候索引失效是由于查询语句本身的问题导致的。可以通过优化查询语句的方式来改善索引的使用效果。例如，合理使用索引字段、避免使用不必要的函数和操作符、避免使用全表扫描等。

• 数据分区：对于数据量非常庞大的数据库表，可以考虑将数据进行分区存储。通过分区存储，可以将数据分散到不同的存储空间，减轻索引的负担，提高查询性能。

• 定期维护索引：定期对数据库索引进行维护和优化，包括重建索引、收缩索引、统计索引等操作，以确保索引的有效性和性能。

综上所述，数据库索引失效可能是由于数据量过大、不适当的索引设计、数据分布不均匀、数据类型不匹配等原因导致的。要解决索引失效的问题，可以重新设计索引、优化查询语句、数据分区和定期维护索引等方法。