⭐ 题目日期：

小红书 - 2024/11/11

📝 题解：

覆盖索引（Covering Index）是指一个索引包含了查询所需的所有字段，使得数据库引擎无需访问数据行（即无需回表），仅通过索引即可获取全部所需数据。这种索引设计能够显著提高查询效率，减少I/O开销和系统资源消耗。

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核心概念

• 避免回表：普通索引存储的是键值和指向数据行的指针，查询时需根据指针回表获取完整数据。而覆盖索引直接包含查询字段的值，省去回表步骤。
• 索引结构：覆盖索引通常是复合索引（多列组合），其列顺序需匹配查询需求，以充分利用最左前缀原则。

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示例

假设有一个用户表 users：

CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(50),
    age INT,
    city VARCHAR(50));

场景：频繁执行以下查询：

SELECT name, age FROM users WHERE city = 'Beijing';

覆盖索引设计：

CREATE INDEX idx_city_name_age ON users(city, name, age);

• 索引 idx_city_name_age 包含 city（WHERE条件）、name 和 age（SELECT字段）。
• 执行查询时，数据库直接从索引中获取所需数据，无需回表。

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优势

1. 减少I/O操作：索引通常比数据行小，且存储在连续内存/磁盘中，访问更快。
2. 降低锁竞争：某些数据库（如MySQL）在仅访问索引时，可能减少行级锁的争用。
3. 优化排序和分组：若索引包含 ORDER BY 或 GROUP BY 的字段，可直接利用索引排序，避免临时表。

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实现条件

• 查询字段全部在索引中：SELECT、WHERE、JOIN、ORDER BY、GROUP BY 涉及的字段需被索引覆盖。
• 数据库支持：不同数据库对覆盖索引的实现细节可能不同（如MySQL的InnoDB在二级索引中存储主键值）。

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验证覆盖索引

在MySQL中，可通过 EXPLAIN 查看是否使用覆盖索引：

EXPLAIN SELECT name, age FROM users WHERE city = 'Beijing';

若结果中的 Extra 列显示 Using index，则表示使用了覆盖索引。

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注意事项

• 权衡索引大小：覆盖索引包含更多列，可能增加存储开销和写操作成本（插入/更新需维护更多索引）。
• 列顺序优化：索引列顺序需匹配查询模式，优先满足WHERE条件，再包含SELECT字段。

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适用场景

• 查询仅需少量字段。
• 对查询性能要求高，且数据量大。
• 频繁执行固定字段组合的查询。

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通过合理设计覆盖索引，可以显著提升查询性能，但需结合实际业务需求和数据特点进行权衡。