一、核心概念

最左前缀匹配是MySQL联合索引（复合索引）的一个重要规则：在使用联合索引时，查询条件必须从索引的最左列开始，并且不能跳过中间列。

例如，对于联合索引 INDEX(a, b, c)：

  • ✅ 可以使用：WHERE a=1、WHERE a=1 AND b=2、WHERE a=1 AND b=2 AND c=3
  • ❌ 无法使用：WHERE b=2、WHERE c=3、WHERE b=2 AND c=3

二、原理详解

1. B+树存储结构

联合索引在B+树中的存储方式是先按第一列排序，第一列相同时按第二列排序，以此类推。

以 INDEX(a, b, c) 为例，数据在B+树中的排列：

(1, 1, 1)
(1, 1, 2)
(1, 2, 1)
(1, 2, 2)
(2, 1, 1)
(2, 1, 2)
(2, 2, 1)

2. 为什么必须遵守最左前缀

本质原因：B+树的有序性只对最左列有效，后续列只在前面列相同的情况下才是有序的。

  • 场景1：查询 WHERE a=1 → a列全局有序，可以快速定位
  • 场景2：查询 WHERE b=2 → b列在全局范围内是无序的（如上例，b=1和b=2交替出现），无法使用二分查找
  • 场景3：查询 WHERE a=1 AND c=3 → 可以利用a定位范围，但c在该范围内无序，需要回表检查

3. 最左前缀的范围

“最左前缀”不仅指完整的列，还包括：

  • 字符串前缀：INDEX(name) 可以匹配 WHERE name LIKE '张%'
  • 连续列组合：INDEX(a,b,c) 中的 (a)、(a,b)、(a,b,c) 都是有效前缀

三、典型场景与注意事项

1. 范围查询的影响 

-- 索引 INDEX(a, b, c)
WHERE a=1 AND b>10 AND c=5
  • a：精确匹配，使用索引
  • b：范围查询，使用索引
  • c：无法使用索引（范围查询后的列失效）

2. 函数与计算 

-- 索引 INDEX(create_time)
WHERE DATE(create_time) = '2025-11-02'  -- ❌ 索引失效
WHERE create_time >= '2025-11-02 00:00:00' 
  AND create_time < '2025-11-03 00:00:00'  -- ✅ 索引有效

3. 优化器可能的优化

MySQL 8.0+ 引入了索引跳跃扫描（Index Skip Scan），在某些特定场景下可以跳过最左列，但这不是常规优化手段。

四、性能优化建议

1. 索引列顺序设计

  • 区分度高的列放前面：筛选效果好，减少扫描行数
  • 等值查询列放前面：避免范围查询阻断后续列
  • 常用查询列放前面：提高索引利用率

2. 避免冗余索引 

-- 已有 INDEX(a, b, c)
-- 则无需再创建 INDEX(a) 和 INDEX(a, b)
-- 因为最左前缀原则已覆盖

3. 合理使用索引覆盖 

-- 索引 INDEX(a, b, c)
SELECT a, b, c FROM table WHERE a=1 AND b=2
-- 无需回表，直接从索引获取所有数据

五、面试总结

最左前缀匹配的本质是联合索引在B+树中的排序方式决定的：

  1. 联合索引按照从左到右的列顺序依次排序
  2. 只有最左列在全局范围内有序，后续列只在前面列相同时有序
  3. 因此查询必须从最左列开始，才能利用B+树的有序性进行快速定位
  4. 范围查询会导致后续列无法使用索引（因为范围内后续列无序）
  5. 索引设计时要考虑查询频率、区分度和列的顺序

遵守最左前缀原则是高效使用联合索引的基础，也是MySQL索引优化的核心知识点。