关于覆盖索引，多列联合索引，不满足最左前缀原则也能命中索引？

Question

有一张 file 表，(shareid,uk,pid) 三个字段建立了联合索引，表数据量大概500万条。

CREATE TABLE `file` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `fs_id` bigint(20) unsigned NOT NULL COMMENT '文件ID',
  `filename` varchar(255) COLLATE utf8_unicode_ci NOT NULL COMMENT '文件名',
  `shareid` bigint(20) unsigned NOT NULL,
  `uk` bigint(20) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '用户ID',
  `pid` varchar(32) CHARACTER SET latin1 COLLATE latin1_bin NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  KEY `idx_share_uk_pid` (`shareid`,`uk`,`pid`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB

现在要通过 pid 查询 id 和 fs_id 两列：

方法一、

使用 pid 作为查询条件进行查询，执行计划显示使用了覆盖索引。

mysql> EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE `id` FROM file WHERE pid='fRLr9QLMjDKgwkHF0f1lmg' limit 1;
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------------------+---------+------+---------+----------+--------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type  | possible_keys | key              | key_len | ref  | rows    | filtered | Extra                    |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------------------+---------+------+---------+----------+--------------------------+
|  1 | SIMPLE      | file  | NULL       | index | NULL          | idx_share_uk_pid | 50      | NULL | 5351369 |    10.00 | Using where; Using index |
+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+------------------+---------+------+---------+----------+--------------------------+
1 row in set (0.07 sec)

查询 id 使用的实际时间是 1.08 秒

mysql> SELECT SQL_NO_CACHE `id` FROM file WHERE pid='fRLr9QLMjDKgwkHF0f1lmg' limit 1;
+---------+
| id      |
+---------+
| 5416222 |
+---------+
1 row in set (1.08 sec)

再通过 id 查 fs_id 所用的之间只有 0.08 秒。

mysql> SELECT SQL_NO_CACHE `id`,`fs_id` FROM file WHERE id=5416222;
+---------+-----------------+
| id      | fs_id           |
+---------+-----------------+
| 5416222 | 773216656487988 |
+---------+-----------------+
1 row in set (0.08 sec)

---

方法二

当企图直接用一次查询查出 id 和 fs_id 时：

mysql> EXPLAIN SELECT SQL_NO_CACHE `id`,`fs_id` FROM file WHERE pid='fRLr9QLMjDKgwkHF0f1lmg' limit 1;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+---------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows    | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+---------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | file  | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL | 5351369 |    10.00 | Using where |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+---------+----------+-------------+
1 row in set (0.31 sec)

执行计划显示没有用到索引

mysql> SELECT SQL_NO_CACHE `id`,`fs_id` FROM file WHERE pid='fRLr9QLMjDKgwkHF0f1lmg' limit 1;
+---------+-----------------+
| id      | fs_id           |
+---------+-----------------+
| 5416222 | 773216656487988 |
+---------+-----------------+
1 row in set (20.89 sec)

这条语句消耗了 20 秒的时间，将近是上面两条语句消耗时间的和的20倍。

---

问题：

1. 为什么不满足最左前缀原则也能命中覆盖索引？
2. InnoDB的查询不就是先从普通索引中查出主键，再利用主键回表去查询其他的列。方法一就是模拟的这个过程，为什么方法二回比方法一慢这么多？

Answer 1

1、mysql分析器判断当前sql是否能用到索引，方法1不满足最左前缀排除，需要全表扫描；
但发现id和pid都在索引中，正常索引中条数原小于全表条数，所以会直接读取索引记录（也就是覆盖索引）
2、其二，方法1由于不满足最左前缀，也是需要依次扫描idx_share_uk_pid索引所有记录，考虑到索引是按顺序排列，即使前两个字段都需要扫描，但比对到第三个字段时就能快速过滤，类似于for循环中直接continue（有史记载）
3、方法2为什么没走索引，fs_id不在索引列中，即使先走覆盖索引，仍要回表把fs_id查询出来，因此mysql就直接使用全表查询。
最后一点，楼上说的limit 1去掉是没道理的，目测explain出来的结果是一样的

Answer 2

1.首先 possible_keys 是可能会用到。并不是用到了。
方法1 说明没有用到 树形查找的索引。走了覆盖索引。
2.你的方法1 应该没有回表吧？ 因为ID 是 PK 。走了索引覆盖。
方法二应该会走回表的。 不过可以肯定的是 索引覆盖 肯定要比回表快的。但是差距这么大 ，所以 你把方法二的 limit 1 去掉。我觉得速度会快。。。你试下
3.另外rows 5351369 多行。瓶颈应该都在回表这里了。和全表查询没啥区别了

Answer 3

1. SELECT SQL_NO_CACHE id FROM file WHERE pid='fRLr9QLMjDKgwkHF0f1lmg' limit 1; 查询的id字段本身是主键且pid是联合索引的一部分，所以会直接扫描索引且是覆盖索引。
2. SELECT SQL_NO_CACHE id,fs_id FROM file WHERE pid='fRLr9QLMjDKgwkHF0f1lmg' limit 1; fs_id 不属于联合索引的一部分，所以一定要通过主键反查，自然会慢。