MySQL高级之索引

Posted 2020-12-20 yycnblog

一、索引

1、索引概述

mysql官方对索引的定义为：索引(index)是帮助mysql搞笑获取数据的数据结构(有序)。在数据之外，数据库系统还维护者满足特定查找算法的数据结构，这些数据结构以某种方式引用(指向)数据，这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法，这种歌数据结构就是索引。

左边是数据表，一共两列七条记录，最左边的是数据记录的物理地址（注意逻辑上相邻的记录在磁盘上并不是一定物理相邻的）。为了加快Col2的查找，可以维护一个右边所示的二叉查找树，每个节点包含索引键值和一个指向对应数据记录物理地址的指针，这样就可以运用二叉查找快速获取到响应数据。

一般来说索引本身也很大，不可能全部存储在内存中，因此索引往往以索引文件的形式存储在磁盘上。索引是数据库中用来提高性能的最常用的工具。

拓展：

• 平衡二叉树：左右子树高度差小于2
• 排序二叉树：左子节点小于根节点，右子节点大于根节点
• 平衡排序二叉树
  

1.2、索引优势劣势

优势：

1. 类似于书籍的目录索引，提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本
2. 通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低CPU的消耗

劣势：

1. 实际上索引也是一张表，该表中保存了主键与索引字段，并指向实体类的记录，所以索引列也是要占用空间的
2. 虽然索引大大提高了查询效率，同时却降低了更新表的速度，如对表进行insert、update、delete。因为更新表时，MySQL不仅要保存数据，还要保存一下索引文件每次更新添加了索引列的字段，都会调整因为更新所带来的键值变化后的索引信息

1.3、索引结构

索引是在MySQL的存储引擎层中实现的，而不是在服务器层实现的。所以每种存储引擎的索引都不一定完全相同， 也不是所有的存储引擎都支持所有的索引类型的。MySQL目前提供了以下4种索引：

• BTREE 索引 ： 最常见的索引类型，大部分索引都支持 B 树索引。
• HASH 索引：只有Memory引擎支持 ， 使用场景简单 。
• R-tree 索引（空间索引）：空间索引是MyISAM引擎的一个特殊索引类型，主要用于地理空间数据类型，通常 使用较少，不做特别介绍。
• Full-text （全文索引） ：全文索引也是MyISAM的一个特殊索引类型，主要用于全文索引，InnoDB从 Mysql5.6版本开始支持全文索引。
  

平常所说的索引，如果没有特别指明，都是指B+树（多路搜索树，并不一定是二叉的）结构组织的索引。其中聚集索引、复合索引、前缀索引、唯一索引默认都是使用B+tree索引，统称为索引

1.3.1、BTREE结构

• BTree又叫多路平衡搜索树，一颗m叉的BTree特性如下：
• 树中每个节点最多包含m个孩子。
• 除根节点与叶子节点外，每个节点至少有[ceil(m/2)]个孩子。
• 若根节点不是叶子节点，则至少有两个孩子。
• 所有的叶子节点都在同一层。
• 每个非叶子节点由n个key与n+1个指针组成，其中[ceil(m/2)-1] <= n <= m-1

以5叉BTree为例，key的数量：公式推导[ceil(m/2)-1] <= n <= m-1。所以 2 <= n <=4 。当n>4时，中间节点分裂到 父节点，两边节点分裂。

1.3.2、B+TREE结构

B+Tree为BTree的变种，B+Tree与BTree的区别为：

1. n叉B+Tree最多含有n个key，而BTree最多含有n-1个key
2. B+Tree的叶子节点保存所有的key信息，依key大小顺序排列
3. 所有的非叶子节点都可以看作是key的索引部分。
   

由于B+Tree只有叶子节点保存key信息，查询任何key都要从root走到叶子。所以B+Tree的查询效率更加稳定。

1.3.3、MySQL的B+TREE

MySql索引数据结构对经典的B+Tree进行了优化。在原B+Tree的基础上，增加一个指向相邻叶子节点的链表指针，就形成了带有顺序指针的B+Tree，提高区间访问的性能。

1.4、索引分类

1. 单值索引：即一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单列索引
2. 唯一索引：索引列的值必须唯一，但允许有空值
3. 复合索引：即一个索引包含多个列

1.5、索引语法

• 创建索引

create index index_name on table_name(index_col_name,...)

• 查看索引（\\G:格式输出)

show index from table_name

• 删除索引

drop index index_name on table_name

• alter命令

# 1、添加一个主键，这意味着索引值必须是唯一的，且不能为NULL    
alter table tb_name add primary key(column_list);

# 2、这条语句创建索引的值必须是唯一的（除了NULL外，NULL可能会出现多次）    
alter table tb_name add unique index_name(column_list);

# 3、添加普通索引， 索引值可以出现多次。 
alter  table  tb_name  add  index index_name(column_list);

# 4、该语句指定了索引为FULLTEXT， 用于全文索引
alter  table  tb_name  add  fulltext  index_name(column_list);

1.6、索引设计原则

索引的设计可以遵循一些已有的原则，创建索引的时候请尽量考虑符合这些原则，便于提升索引的使用效率，更高 效的使用索引。

• 对查询频次较高，且数据量比较大的表建立索引。
• 索引字段的选择，最佳候选列应当从where子句的条件中提取，如果where子句中的组合比较多，那么应当挑 选最常用、过滤效果最好的列的组合。
• 使用唯一索引，区分度越高，使用索引的效率越高。
• 索引可以有效的提升查询数据的效率，但索引数量不是多多益善，索引越多，维护索引的代价自然也就水涨 船高。对于插入、更新、删除等DML操作比较频繁的表来说，索引过多，会引入相当高的维护代价，降低 DML操作的效率，增加相应操作的时间消耗。另外索引过多的话，MySQL也会犯选择困难病，虽然最终仍然 会找到一个可用的索引，但无疑提高了选择的代价。
• 使用短索引，索引创建之后也是使用硬盘来存储的，因此提升索引访问的I/O效率，也可以提升总体的访问效 率。假如构成索引的字段总长度比较短，那么在给定大小的存储块内可以存储更多的索引值，相应的可以有 效的提升MySQL访问索引的I/O效率。

利用最左前缀，N个列组合而成的组合索引，那么相当于是创建了N个索引，如果查询时where子句中使用了 组成该索引的前几个字段，那么这条查询SQL可以利用组合索引来提升查询效率。

# 创建复合索引:
CREATE INDEX idx_name_email_status ON tb_seller(NAME,email,STATUS);

# 就相当于对name 创建索引 ;
# 对name，email 创建了索引 ;
# 对name , email, status 创建了索引

2、视图

2.1、视图概述

视图（View）是一种虚拟存在的表。视图并不在数据库中实际存在，行和列数据来自定义视图的查询中使用的表， 并且是在使用视图时动态生成的。通俗的讲，视图就是一条SELECT语句执行后返回的结果集。所以我们在创建视图的时候，主要的工作就落在创建这条SQL查询语句上。

视图相对于普通的表的优势主要包括以下几项。

1. 简单：使用视图的用户完全不需要关心后面对应的表的结构、关联条件和筛选条件，对用户来说已经是过滤 好的复合条件的结果集。
2. 安全：使用视图的用户只能访问他们被允许查询的结果集，对表的权限管理并不能限制到某个行某个列，但 是通过视图就可以简单的实现。
3. 数据独立：一旦视图的结构确定了，可以屏蔽表结构变化对用户的影响，源表增加列对视图没有影响；源表 修改列名，则可以通过修改视图来解决，不会造成对访问者的影响。
   

2.2、创建或修改视图

# 创建视图
create or replace view view_name as "select_statement"(select SQL语句)

# 修改视图
alter view view_name as "select_statement"

2.3、查看视图

从 MySQL 5.1 版本开始，使用 SHOW TABLES 命令的时候不仅显示表的名字，同时也会显示视图的名字，而不存在单独显示视图的 SHOW VIEWS 命令。

同样，在使用 SHOW TABLE STATUS 命令的时候，不但可以显示表的信息，同时也可以显示视图的信息。

如果需要查询某个视图的定义，可以使用 SHOW CREATE VIEW 命令进行查看

2.4、删除视图

drop view view_name

3、存储过程和函数

3.1、存储过程和函数概述

存储过程和函数是 事先经过编译并存储在数据库中的一段 SQL 语句的集合，调用存储过程和函数可以简化应用开 发人员的很多工作，减少数据在数据库和应用服务器之间的传输，对于提高数据处理的效率是有好处的。

存储过程和函数的区别在于函数必须有返回值，而存储过程没有。

• 函数 ：是一个有返回值的过程
• 过程 ：是一个没有返回值的函数

3.2、存储过程语法

• 创建存储过程

create procedure procedure_name
begin
	-- sql语句
end;

delimeter:

• 该关键字用来声明SQL语句的分隔符 , 告诉 MySQL 解释器，该段命令是否已经结束了，mysql是否可以执行了。 默认情况下，delimiter是分号;。在命令行客户端中，如果有一行命令以分号结束，那么回车后，mysql将会执行该 命令。

• 调用存储过程

call procedure_name()

• 查看存储过程

-- 查询db_name数据库中的所有的存储过程 
select name from mysql.proc where db=\'db_name\';


-- 查询存储过程的状态信息 
show procedure status;


-- 查询某个存储过程的定义 
show create procedure test.pro_test1\\G;

• 删除存储过程

drop procedure if exists procedure_name

3.3、存储函数

语法结构：

create function function_name
returns type
begin
	...
end;

调用存储函数：

select function_name()

4、触发器

4.1、介绍

触发器是与表有关的数据库对象，指在 insert/update/delete 之前或之后，触发并执行触发器中定义的SQL语句集合。触发器的这种特性可以协助应用在数据库端确保数据的完整性 , 日志记录 , 数据校验等操作 。

使用别名 OLD 和 NEW 来引用触发器中发生变化的记录内容，这与其他的数据库是相似的。现在触发器还只支持 行级触发，不支持语句级触发。

触发器类型	new和old的使用
insert型触发器	new表示将要或者已经新增的数据
update型触发器	old表示修改之前的数据，new表示将要或已经修改后的数据
delete型触发器	old表示将要或者已经删除的数据

4.2、触发器语法

4.2.1、创建触发器

create trigger trigger_name
before/after insert/update/delete
on table_name  -- 指定表
on each row  -- 行级触发器
begin
	trigger_stmt;
end;

例如：insert型触发器，完成插入数据时的日志记录

create trigger emp_logs_insert_trigger
after insert
on emp
for each row
begin   insert into emp_logs (id,operation,operate_time,operate_id,operate_params) values(null,\'insert\',now(),new.id,concat(\'插入后(id:\',new.id,\', name:\',new.name,\', age:\',new.age,\', salary:\',new.salary,\')\'));
end $

4.2.2、删除触发器

drop trigger trigger_name;

4.2.3、产看触发器

show triggers;