面试题：MySQL索引扫描优化排序操作中的索引覆盖与回表问题

Question

有一个`products`表，字段包括`product_id`、`product_name`、`category`、`price`、`description`。业务需求是查询`category`为'electronics'的产品，并按`price`降序排序。在优化此排序查询时，你发现创建`(category, price)`复合索引后，虽然排序性能有所提升，但仍存在一定的性能瓶颈。请深入分析可能存在的索引覆盖与回表问题对排序性能的影响，以及如何进一步优化索引设计来解决这些问题，同时给出新的索引创建和查询SQL语句。

Answer 1

索引覆盖与回表问题分析

1. 索引覆盖：如果查询中所需的所有列都包含在索引中，那么数据库引擎可以直接从索引中获取数据，而无需回表操作。例如，若查询SELECT category, price FROM products WHERE category = 'electronics' ORDER BY price DESC;，创建(category, price)复合索引，此查询可以利用索引覆盖，性能较好。但如果查询为SELECT product_id, product_name, category, price, description FROM products WHERE category = 'electronics' ORDER BY price DESC;，由于product_id、product_name、description不在索引中，就需要回表操作。
2. 回表影响排序性能：回表操作会增加I/O开销，因为需要从索引找到数据行的物理位置，再到数据页中获取完整的行数据。当大量数据需要回表时，会导致排序性能下降。在上述查询中，由于回表操作，即使有(category, price)索引，排序性能仍会受影响。

进一步优化索引设计

1. 优化思路：为了减少回表操作，应尽量让查询所需的列都包含在索引中。对于上述查询，可以创建一个包含所有查询列的覆盖索引。
2. 新索引创建SQL语句：

CREATE INDEX idx_electronics_all ON products (category, price, product_id, product_name, description);

3. 优化后的查询SQL语句：

SELECT product_id, product_name, category, price, description 
FROM products 
WHERE category = 'electronics' 
ORDER BY price DESC;

这样，数据库引擎可以直接从索引中获取所有需要的数据，避免了回表操作，进一步提升排序查询的性能。