mysql索引篇_MySQL索引篇

红太狼 2022-11-05 03:24 190阅读 0赞

1、索引介绍

索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。好比是一本书前面的目录，能加快数据库的查询速度。

1.1优势：

\--检索，可以提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本。

\--排序，通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，减少CPU的消耗。

1.2劣势：

索引会占据磁盘空间索引虽然会提高查询效率，但是会降低更新表的效率\*\*。

比如每次对表进行增删改操作MySQL不仅要保存数据，还有保存或者更新对应的索引文件。

2、索引分类

按照数据结构：主要包含B+树和Hash索引。

应用层次来分：普通索引，唯一索引，复合索引。

3、索引的使用

3.1索引创建

3.1.1普通索引

即一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单列索引。

alter table table\_name add index index\_name (column) ;

3.1.2唯一索引

索引列的值必须唯一，但允许有空值。

alter table table\_name add unique index index\_name(column);

3.1.3全文索引

alter table table\_name add fulltext index\_name(column);

3.1.4组合索引

多列值组成一个索引，专门用于组合搜索，其效率大于索引合并。

alter table table\_name add index index\_name\_age (name,age)) ; 删除索引DROP INDEX index\_name ON table查看索引SHOW INDEX FROM table\`

3、索引原理分析

3.1 索引存储结构

索引是在存储引擎中实现的，也就是说不同的存储引擎，会使用不同的索引。

MyISAM和InnoDB存储引擎：只支持BTREE索引，也就是说默认使用BTREE，不能够更换。

MEMORY/HEAP存储引擎：支持HASH和BTREE索引。

3.2 B树和B+树

3.2.1 B和B+的区别

B树和B+树的最大区别在于非叶子节点是否存储数据的问题。

B树是非叶子节点和叶子节点都会存储数据。

B+树只有叶子节点才会存储数据，而且存储的数据都是在一行上，而且这些数据都是有指针顺序指向。

3.3聚簇索引

是一种数据存储方式，将数据存储与索引放到了一块，找到索引也就找到了数据，如果有主键，MySQL将使用主键作为聚簇索引，如果没有的话则会隐式定义一个主键作为聚簇索引。

3.4 非聚簇索引

不是聚簇索引，就是非聚簇索引。以非主键创建的索引；非聚集索引在叶子节点存储的是主键和索引列；使用非聚簇索引查询数据，会查询到叶子上的主键，再根据主键查到数据(这个过程叫做回表)。

聚簇索引和非聚簇索引的区别？

在Innodb下主键索引是聚集索引，在Myisam下主键索引是非聚集索引。

InnoDB会使用聚簇索索引来保存数据，而非聚簇索引的目的仅仅是加快查询速度。

聚簇索引一个表只能有一个，而非聚簇索引一个表可以存在多个，而且只能由用户自己添加，InnoDB默认并不会创建任何非聚簇索引。。

聚簇索引存储记录是物理上连续存在，而非聚簇索引是逻辑上的连续，物理存储并不连续。

使用非聚簇索引查询数据一定会用到聚簇索引，但反过来却不存在。

4.索引使用场景

4.1 哪些情况需要创建索引

1、主键自动建立唯一索引

2、频繁作为查询条件的字段应该创建索引 where。

3、多表关联查询中，关联字段应该创建索引 on 两边都要创建索引。

4、查询中排序的字段，应该创建索引 B+tree有顺序。

5、统计或者分组字段，应该创建索引。

4.2 哪些情况不需要创建索引

1、表记录太少；索引是要有存储的开销。

2、频繁更新；索引要维护。

3、查询字段使用频率不高。

4.3 组合索引的使用：

例如组合索引(a,b,c)，组合索引的生效原则是

从前往后依次使用生效，如果中间某个索引没有使用，那么断点前面的索引部分起作用，断点后面的索引没有起作用。

比如：

where a=3 and b=4 and c=5;这种三个索引顺序使用中间没有断点，全部发挥作用。

where c=5 and b=4 and a=3;全部发挥作用,条件顺序在查询之前会被mysql自动优化，效果跟上一句一样。

where a=3 and c=5;这种情况下b就是断点，a发挥了效果，c没有效果。

where b=3 and c=4;这种情况下a就是断点，在a后面的索引都没有发挥作用，这种写法联合索引没有发挥任何效果。

where a=3 and b>7 and c=3;(>范围值就算是断点)a用到了，b也用到了，c没有用到。

where a>4 and b=7 and c=9;(>范围值就算是断点)a用到了，b没有使用，c没有使用。

where a=3 order by b;a用到了索引，b在结果排序中也用到了索引的效果，a下面任意一段的b是排好序的。

where b=3 order by a;b没有用到索引，排序中a也没有发挥索引效果。

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为什么使用组合索引？

由多个字段组成的索引，使用顺序就是创建的顺序

ALTER TABLE 'table\_name' ADD INDEX index\_name(col1,col2,col3)

5.索引实战

5.1案例表

\--用户表

create table tuser(

id int primary key,

loginname varchar(100),

name varchar(100),

age int,

sex char(1),

dep int,

address varchar(100)

);

\--部门表

create table tdep(

id int primary key,

name varchar(100)

);

\--地址表

create table taddr(

id int primary key,

addr varchar(100)

);

\--创建普通索引

mysql> alter table tuser add index idx\_dep(dep);

\--创建唯一索引

mysql> alter table tuser add unique index idx\_loginname(loginname);

\--创建组合索引

mysql> alter table tuser add index idx\_name\_age\_sex(name,age,sex);

\--创建全文索引

mysql> alter table taddr add fulltext ft\_addr(addr);

5.2查看执行计划

explain出来的信息有10列，分别是

id、select\_type、table、type、possible\_keys、key、key\_len、ref、rows、Extra

5.2.1 id

每个SELECT语句都会自动分配的一个唯一标识符。

5.2.2 select\_type(重要)

查询类型，主要用于区别普通查询、联合查询(union、union all)、子查询等复杂查询。

simple

表示不需要union操作或者不包含子查询的简单select查询。有连接查询时，外层的查询为simple，且只有一个

explain select \* from tuser;

primary

一个需要union操作或者含有子查询的select，位于最外层的单位查询的select\_type即为primary。且只有一个

explain select (select name from tuser) from tuser ;

subquery

除了from字句中包含的子查询外，其他地方出现的子查询都可能是subque

explain select \* from tuser where id = (select max(id) from tuser);

dependent subquery

与dependent union类似，表示这个subquery的查询要受到外部表查询的影响

explain select id,name,(select name from tdep a where a.id=b.dep) from tuser b;

union

union连接的两个select查询，第一个查询是PRIMARY，除了第一个表外，第二个以后的表select\_type 都是union

explain select \* from tuser where sex='1' union select \* from tuser where sex='2';

dependent union

与union一样，出现在union 或union all语句中，但是这个查询要受到外部查询的影响

explain select \* from tuser where sex in (select sex from tuser where sex='1' union select sex from tuser where sex='2');

5.2.3 table

显示的查询表名，如果查询使用了别名，那么这里显示的是

5.2.4 type(重要)

依次从好到差：

system，const，eq\_ref，ref，fulltext，ref\_or\_null，unique\_subquery，index\_subquery，range，index\_merge，index，all

除了all之外，其他的type都可以使用到索引，除了index\_merge之外，其他的type只可以用到一个索引,因为优化器会选用最优索引一个

system

表中只有一行数据或者是空

const(重要)

使用唯一索引或者主键，返回记录一定是1行记录的等值where条件时，通常type是const。

explain select \* from tuser where id=1;

explain select \* from tuser where loginname = '1';

eq\_ref(重要)

连接字段主键或者唯一性索引。

此类型通常出现在多表的join查询, 表示对于前表的每一个结果, 都只能匹配到后表的一行结果. 并且查询的比较操作通常是 '=', 查询效率较高。

explain select a.id from tuser a left join tdep b on a.dep=b.id;

ref(重要)

针对非唯一性索引，使用等值(=)查询非主键。或者是使用了最左前缀规则索引的查询。

\-- 非唯一索引

explain select \* from tuser where dep=1;

\-- 联合索引 abc 最左前缀a

explain select \* from tuser where name = '1';

fulltext

全文索引检索，要注意，全文索引的优先级很高，若全文索引和普通索引同时存在时，mysql不管代价，优先选择使用全文索引。

explain select \* from taddr where match(addr) against('abc');

range(重要)

索引范围扫描，常见于使用>,

explain select \* from tuser where id>1;

\-- like 'a%'前缀索引

explain select \* from tuser where name like 'a%';

\-- like '%a' 不使用索引

explain select \* from tuser where loginname like '%a';

index\_merge

表示查询使用了两个以上的索引，最后取交集或者并集，常见and，or的条件使用了不同的索引。

由于要读取所个索引，性能可能大部分时间都不如range

index(重要)

条件是出现在索引树中的节点的。可能没有完全匹配索引。

索引全表扫描，把索引从头到尾扫一遍，常见于使用索引列就可以处理不需要读取数据文件的查询、可以使用索引排序或者分组的查询。

\-- 单索引

explain select loginname from tuser;

\-- 组合索引

explain select age from tuser;

all(重要)

这个就是全表扫描数据文件，然后再在server层进行过滤返回符合要求的记录。

explain select \* from tuser;

5.2.5 possible\_keys

此次查询中可能选用的索引，一个或多个。

5.2.6 key

查询真正使用到的索引。

5.2.7 key\_len

用于处理查询的索引长度，如果是单列索引，那就整个索引长度算进去，如果是多列索引，那么查询不一定都能使用到所有的列，具体使用到了多少个列的索引，这里就会计算进去，没有使用到的列，这里不会计算进去。

另外，key\_len只计算where条件用到的索引长度，而排序和分组就算用到了索引，也不会计算到key\_len。

5.2.8 ref

如果是使用的常数等值查询，这里会显示const

如果是连接查询，被驱动表的执行计划这里会显示驱动表的关联字段

如果是条件使用了表达式或者函数，或者条件列发生了内部隐式转换，这里可能显示为func

5.2.9 rows

这里是执行计划中估算的扫描行数，不是精确值(InnoDB不是精确的值，MyISAM是精确的值，主要原

因是InnoDB里面使用了MVCC并发机制)

5.2.10 extra(重要)

这个列包含不适合在其他列中显示单十分重要的额外的信息，这个列可以显示的信息非常多

using filesort(重要)

排序时无法使用到索引时，就会出现这个。常见于order by和group by语句中

说明MySQL会使用一个外部的索引排序，而不是按照索引顺序进行读取。MySQL中无法利用索引完成的排序操作称为“文件排序”

explain select \* from tuser order by address;

using index(重要)

查询时不需要回表查询，直接通过索引就可以获取查询的数据。

表示相应的SELECT查询中使用到了覆盖索引(Covering Index)，避免访问表的数据行，效率不错！

如果同时出现Using Where ，说明索引被用来执行查找索引键值。

如果没有同时出现Using Where ，表明索引用来读取数据而非执行查找。

explain select name,age,sex from tuser ;

using union：

表示使用or连接各个使用索引的条件时，该信息表示从处理结果获取并集。

using sort\_union和using sort\_intersection

与using union类似，只是他们是出现在用and和or查询信息量大时，先查询主键，然后进行排序合并后，才能读取记录并返回。

using temporary

表示使用了临时表存储中间结果。MySQL在对查询结果order by和group by时使用临时表

临时表可以是内存临时表和磁盘临时表

distinct 在select部分使用了distinct关键字 (索引字段)

explain select distinct a.id from tuser a left join tdep b on a.dep=b.id;

explain select name from tuser group by name order by id;

using where(重要)

表示存储引擎返回的记录并不是所有的都满足查询条件，需要在server层进行过滤。

查询条件address不是索引

explain select \* from tuser where address='1';

\-- 索引失效

explain select \* from tuser where age=1;

explain select \* from tuser where id in(1,2);

6、索引失效分析

loginname 唯一索引

dep 普通索引

name, age, sex 联合索引

6.1 联合索引，查询时的条件列不是联合索引中的第一个列，索引失效。

\-- 带头索引死：

explain select \* from tuser where age=23;

\-- 中间索引断：

explain select \* from tuser where name='aa' and sex='1';

6.2 在索引列上使用mysql的内置函数，或者运算，会索引失效。

explain select \* from tuser where loginname='1';

explain select \* from tuser where left(loginname,1)='1';

6.3 索引字段上不要使用不等

索引字段上使用(！或者 < >)判断时，会导致索引失效而转向全表扫描注：主键索引会使用范围索引，辅助索引会失效

explain select \* from tuser where loginname!='10001';

explain select \* from tuser where loginname<>'10001';

6.4 范围条件右边的列失效

不能继续使用索引中范围条件(bettween、、in等)右边的列

\-- 俩索引正常

explain select \* from tuser where loginname='10001' and name='fuyu-1';

\-- 全部失效

explain select \* from tuser where name='fuyu-1' and age>20 and loginname='10001';

6.5 索引字段使用like不以通配符开头

索引字段使用like以通配符开头(‘%字符串’)时，会导致索引失效而转向全表扫描

\-- 非失效案例

explain select \* from tuser where name like 'a%';

\-- 失效案例

explain select \* from tuser where name like '%a';

6.6 联合索引字段使用or 会索引失效，单独索引不会失效

联合索引字段使用 or 时，会导致索引失效而转向全表扫描

\-- 失效案例

explain select \* from tuser where name='fuyu-100000' or age=27

\-- 正常案例 loginname唯一索引

explain select \* from tuser where loginname = '110000' or name='fuyu-100000'

\-- 不失效，因为俩字段都是单独的索引

explain select \* from tuser where dep='10087' or loginname = '110000'

6.7 索引字段字符串要加单引号

索引字段是字符串，但查询时不加单引号，会导致索引失效而转向全表扫描

\-- 非失效案例

explain select \* from tuser where name='123';

\-- 失效案例

explain select \* from tuser where name=123;

6.8 左右连接查询关联的字段编码格式不一样，可能导致索引失效。

字段字符集编码是utf8mb4，而另一个字段字符集编码为utf8。

6.9 主键字段上不可以使用null 索引字段可以使用is null，但不能使用is not null

主键 不能is null

索引字段 可为空，is null 走索引，is not null 不走索引

索引字段 不为空，is null is not null 都不走索引

\-- 失效案例

explain select \* from tuser where id is null;

explain select \* from tuser where id is not null;

explain select \* from tuser where dep is not null;

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