什么是索引？Mysql目前主要的几种索引类型

Posted 2022-09-09 lpbk

一、索引
mysql索引的建立对于MySQL的高效运行是很重要的，索引可以大大提高MySQL的检索速度。

打个比方，如果合理的设计且使用索引的MySQL是一辆兰博基尼的话，那么没有设计和使用索引的MySQL就是一个人力三轮车。

索引分单列索引和组合索引。单列索引，即一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单列索引，但这不是组合索引。组合索引，即一个索引包含多个列。

创建索引时，你需要确保该索引是应用在 SQL 查询语句的条件(一般作为 WHERE 子句的条件)。

实际上，索引也是一张表，该表保存了主键与索引字段，并指向实体表的记录。

上面都在说使用索引的好处，但过多的使用索引将会造成滥用。因此索引也会有它的缺点：虽然索引大大提高了查询速度，同时却会降低更新表的速度，如对表进行INSERT、UPDATE和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。

建立索引会占用磁盘空间的索引文件。

二、索引类型
Mysql目前主要有以下几种索引类型：FULLTEXT，HASH，BTREE，RTREE。

1. FULLTEXT
即为全文索引，目前只有MyISAM引擎支持。其可以在CREATE TABLE ，ALTER TABLE ，CREATE INDEX 使用，不过目前只有 CHAR、VARCHAR ，TEXT 列上可以创建全文索引。

全文索引并不是和MyISAM一起诞生的，它的出现是为了解决WHERE name LIKE “%word%"这类针对文本的模糊查询效率较低的问题。

2. HASH
由于HASH的唯一（几乎100%的唯一）及类似键值对的形式，很适合作为索引。

HASH索引可以一次定位，不需要像树形索引那样逐层查找,因此具有极高的效率。但是，这种高效是有条件的，即只在“=”和“in”条件下高效，对于范围查询、排序及组合索引仍然效率不高。

3. BTREE
BTREE索引就是一种将索引值按一定的算法，存入一个树形的数据结构中（二叉树），每次查询都是从树的入口root开始，依次遍历node，获取leaf。这是MySQL里默认和最常用的索引类型。

4. RTREE
RTREE在MySQL很少使用，仅支持geometry数据类型，支持该类型的存储引擎只有MyISAM、BDb、InnoDb、NDb、Archive几种。

相对于BTREE，RTREE的优势在于范围查找。

ps. 此段详细内容见此片博文：Mysql几种索引类型的区别及适用情况

三、索引种类
普通索引：仅加速查询

唯一索引：加速查询 + 列值唯一（可以有null）

主键索引：加速查询 + 列值唯一（不可以有null）+ 表中只有一个

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

全文索引：对文本的内容进行分词，进行搜索

ps.

索引合并，使用多个单列索引组合搜索
覆盖索引，select的数据列只用从索引中就能够取得，不必读取数据行，换句话说查询列要被所建的索引覆盖

四、操作索引
1. 创建索引

--创建普通索引CREATE INDEX index_name ON table_name(col_name);--创建唯一索引CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name(col_name);--创建普通组合索引CREATE INDEX index_name ON table_name(col_name_1,col_name_2);--创建唯一组合索引CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name(col_name_1,col_name_2);
2. 通过修改表结构创建索引

ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name(col_name);
3. 创建表时直接指定索引

CREATE TABLE table_name (
    ID INT NOT NULL,col_name VARCHAR (16) NOT NULL,INDEX index_name (col_name)
);
4. 删除索引

--直接删除索引DROP INDEX index_name ON table_name;--修改表结构删除索引ALTER TABLE table_name DROP INDEX index_name;
5. 其它相关命令

- 查看表结构
    desc table_name;
 - 查看生成表的SQL
    show create table table_name;
 - 查看索引
    show index from  table_name;
 - 查看执行时间
    set profiling = 1;
    SQL...
    show profiles;
五、创建索引的时机
到这里我们已经学会了建立索引，那么我们需要在什么情况下建立索引呢？一般来说，在WHERE和JOIN中出现的列需要建立索引，但也不完全如此，因为MySQL只对<，<=，=，>，>=，BETWEEN，IN，以及某些时候的LIKE才会使用索引。例如：

SELECT t.Name  FROM mytable_t LEFT JOIN mytable_m ON t.Name=m.username WHERE m.age=20 AND m.city=‘郑州‘ ;

此时就需要对city和age建立索引，由于mytable_m表的userame也出现在了JOIN子句中，也有对它建立索引的必要。

刚才提到只有某些时候的LIKE才需建立索引。因为在以通配符%和_开头作查询时，MySQL不会使用索引。

六、命中索引
数据库表中添加索引后确实会让查询速度起飞，但前提必须是正确的使用索引来查询，如果以错误的方式使用，则即使建立索引也会不奏效。
即使建立索引，索引也不会生效：

- like ‘%xx‘    select * from tb1 where name like ‘%cn‘;- 使用函数
    select * from tb1 where reverse(name) = ‘wupeiqi‘;- or    select * from tb1 where nid = 1 or email = ‘[e-mail]‘;
    特别的：当or条件中有未建立索引的列才失效，以下会走索引
            select * from tb1 where nid = 1 or name = ‘seven‘;
            select * from tb1 where nid = 1 or email = ‘[e-mail]‘ and name = ‘alex‘- 类型不一致
    如果列是字符串类型，传入条件是必须用引号引起来，不然...
    select * from tb1 where name = 999;- !=    select * from tb1 where name != ‘alex‘    特别的：如果是主键，则还是会走索引
        select * from tb1 where nid != 123- >    select * from tb1 where name > ‘alex‘    特别的：如果是主键或索引是整数类型，则还是会走索引
        select * from tb1 where nid > 123        select * from tb1 where num > 123- order by    select email from tb1 order by name desc;
    当根据索引排序时候，选择的映射如果不是索引，则不走索引
    特别的：如果对主键排序，则还是走索引：
        select * from tb1 order by nid desc;
 - 组合索引最左前缀
    如果组合索引为：(name,email)
    name and email       -- 使用索引    name                 -- 使用索引    email                -- 不使用索引

七、其它注意事项

- 避免使用select *- count(1)或count(列) 代替 count(*)- 创建表时尽量时 char 代替 varchar- 表的字段顺序固定长度的字段优先- 组合索引代替多个单列索引（经常使用多个条件查询时）- 尽量使用短索引- 使用连接（JOIN）来代替子查询(Sub-Queries)- 连表时注意条件类型需一致- 索引散列值（重复多）不适合建索引，例：性别不适合

八、LIMIT分页
若需求是每页显示10条数据，如何建立分页？

我们可以先使用LIMIT尝试：

--第一页SELECT * FROM table_name LIMIT 0,10;--第二页SELECT * FROM table_name LIMIT 10,10;--第三页SELECT * FROM table_name LIMIT 20,10;
但是这样做有如下弊端：

每一条select语句都会从1遍历至当前位置，若跳转到第100页，则会遍历1000条记录

若记录的id不连续，则会出错

改善：

若已知每页的max_id和min_id，则可以通过主键索引来快速定位:

--下一页SELECT * FROM table_name WHERE id in (SELECT id FROM table_name WHERE id > max_id LIMIT 10);--上一页SELECT * FROM table_name WHERE id in (SELECT id FROM table_name WHERE id < min_id ORDER BY id DESC LIMIT 10);--当前页之后的某一页SELECT * FROM table_name WHERE id in (SELECT id FROM (SELECT id FROM (SELECT id FROM table_name WHERE id < min_id ORDER BY id desc LIMIT (页数差*10)) AS N ORDER BY N.id ASC LIMIT 10) AS P ORDER BY P.id ASC);--当前页之前的某一页SELECT * FROM table_name WHERE id in (SELECT id FROM (SELECT id FROM (SELECT id FROM table_name WHERE id > max_id LIMIT (页数差*10)) AS N ORDER BY N.id DESC LIMIT 10) AS P) ORDER BY id ASC;
九、执行计划
explain + 查询SQL - 用于显示SQL执行信息参数，根据参考信息可以进行SQL优化

mysql> explain select * from tb2;+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra |+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+|  1 | SIMPLE      | tb2   | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 | NULL  |+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+1 row in set (0.00 sec)

id查询顺序标识
            如：mysql> explain select * from (select nid,name from tb1 where nid < 10) as B;+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+| id | select_type | table      | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows | Extra       |+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+|  1 | PRIMARY     | <derived2> | ALL   | NULL          | NULL    | NULL    | NULL |    9 | NULL        ||  2 | DERIVED     | tb1        | range | PRIMARY       | PRIMARY | 8       | NULL |    9 | Using where |+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+        特别的：如果使用union连接其值可能为null
 
 
    select_type
        查询类型
            SIMPLE          简单查询PRIMARY         最外层查询
            SUBQUERY        映射为子查询
            DERIVED         子查询UNION           联合UNION RESULT    使用联合的结果
            ...table正在访问的表名
 
 
    type
        查询时的访问方式，性能：all < index < range < index_merge < ref_or_null < ref < eq_ref < system/constALL             全表扫描，对于数据表从头到尾找一遍select * from tb1;
                            特别的：如果有limit限制，则找到之后就不再继续向下扫描                                   select * from tb1 where email = ‘[e-mail]‘   select * from tb1 where email = ‘[e-mail]‘ limit 1;
                                   虽然上述两个语句都会进行全表扫描，第二句使用了limit，则找到一个后就不再继续扫描。INDEX           全索引扫描，对索引从头到尾找一遍select nid from tb1;
 
            RANGE          对索引列进行范围查找select *  from tb1 where name < ‘alex‘;
                            PS:between andin>   >=  <   <=  操作
                                注意：!= 和 > 符号
 
 
            INDEX_MERGE     合并索引，使用多个单列索引搜索select *  from tb1 where name = ‘alex‘ or nid in (11,22,33);
 
            REF             根据索引查找一个或多个值select *  from tb1 where name = ‘seven‘;
 
            EQ_REF          连接时使用primary key 或 unique类型select tb2.nid,tb1.name from tb2 left join tb1 on tb2.nid = tb1.nid;
 
 
 
            CONST           常量
                            表最多有一个匹配行,因为仅有一行,在这行的列值可被优化器剩余部分认为是常数,const表很快,因为它们只读取一次。select nid from tb1 where nid = 2 ;
 
            SYSTEM          系统
                            表仅有一行(=系统表)。这是const联接类型的一个特例。select * from (select nid from tb1 where nid = 1) as A;
    possible_keys
        可能使用的索引key真实使用的
 
    key_len
        MySQL中使用索引字节长度
 
    rows
        mysql估计为了找到所需的行而要读取的行数 ------ 只是预估值extra
        该列包含MySQL解决查询的详细信息
        “Using index”
            此值表示mysql将使用覆盖索引，以避免访问表。不要把覆盖索引和index访问类型弄混了。
        “Using where”
            这意味着mysql服务器将在存储引擎检索行后再进行过滤，许多where条件里涉及索引中的列，当（并且如果）它读取索引时，就能被存储引擎检验，因此不是所有带where子句的查询都会显示“Using where”。有时“Using where”的出现就是一个暗示：查询可受益于不同的索引。
        “Using temporary”
            这意味着mysql在对查询结果排序时会使用一个临时表。
        “Using filesort”
            这意味着mysql会对结果使用一个外部索引排序，而不是按索引次序从表里读取行。mysql有两种文件排序算法，这两种排序方式都可以在内存或者磁盘上完成，explain不会告诉你mysql将使用哪一种文件排序，也不会告诉你排序会在内存里还是磁盘上完成。
        “Range checked for each record(index map: N)”
            这个意味着没有好用的索引，新的索引将在联接的每一行上重新估算，N是显示在possible_keys列中索引的位图，并且是冗余的。
上表详解
十、慢查询日志
MySQL的慢查询日志是MySQL提供的一种日志记录，它用来记录在MySQL中响应时间超过阀值的语句，具体指运行时间超过long_query_time值的SQL，则会被记录到慢查询日志中。long_query_time的默认值为10，意思是运行10S以上的语句。默认情况下，MySQLl数据库并不启动慢查询日志，需要我们手动来设置这个参数，当然，如果不是调优需要的话，一般不建议启动该参数，因为开启慢查询日志会或多或少带来一定的性能影响。慢查询日志支持将日志记录写入文件，也支持将日志记录写入数据库表。

1. 查看慢日志参数：

--查询配置命令show variables like ‘%query%‘;--当前配置参数binlog_rows_query_log_events    OFFft_query_expansion_limit    20have_query_cache    YES--时间限制，超过此时间，则记录long_query_time    10.000000query_alloc_block_size    8192query_cache_limit    1048576query_cache_min_res_unit    4096query_cache_size    1048576query_cache_type    OFFquery_cache_wlock_invalidate    OFFquery_prealloc_size    8192--是否开启慢日志记录slow_query_log    OFF--日志文件slow_query_log_file    D:\Program Files (x86)\mysql-5.7.18-winx64\data\Jack-slow.log--
2. 修改当前配置

set global 变量名 = 值;--例如，修改时间限制为20slong_query_time = 20;
ps.也可以直接打开慢日志配置文件进行修改，但必须重启服务才能生效

3. 查看MySQL慢日志

mysqldumpslow -s at -a  /usr/local/var/mysql/MacBook-Pro-3-slow.log

"""--verbose    版本--debug      调试--help       帮助 -v           版本-d           调试模式-s ORDER     排序方式
             what to sort by (al, at, ar, c, l, r, t), ‘at‘ is default              al: average lock time
              ar: average rows sent
              at: average query time
               c: count               l: lock time
               r: rows sent
               t: query time-r           反转顺序，默认文件倒序拍。reverse the sort order (largest last instead of first)-t NUM       显示前N条just show the top n queries-a           不要将SQL中数字转换成N，字符串转换成S。don‘t abstract all numbers to N and strings to ‘S‘-n NUM       abstract numbers with at least n digits within names
-g PATTERN   正则匹配；grep: only consider stmts that include this string
-h HOSTNAME  mysql机器名或者IP；hostname of db server for *-slow.log filename (can be wildcard),
             default is ‘*‘, i.e. match all
-i NAME      name of server instance (if using mysql.server startup script)
-l           总时间中不减去锁定时间；don‘t subtract lock time from total time