最近筆試面試特別多的都問到了數據庫索引，因爲以前並無單獨作系統的複習，致使許多關於索引的知識點記憶的很模糊，今天整理下相關筆記(並無深挖，對於初學者仍是能夠看看的)，僅供參考。mysql
什麼是索引
數據庫索引比如是一本書前面的目錄，能加快數據庫的查詢速度。面試
例如這樣一個查詢：select * from table1 where id=44。若是沒有索引，必須遍歷整個表，直到ID等於44的這一行被找到爲止;有了索引以後(必須是在ID這一列上創建的索引)，直接在索引裏面找 44(也就是在ID這一列找)，就能夠得知這一行的位置，也就是找到了這一行。可見，索引是用來定位的。sql
索引分爲聚簇索引和非聚簇索引兩種，聚簇索引 是按照數據存放的物理位置爲順序的，而非聚簇索引就不同了;聚簇索引能提升多行檢索的速度，而非聚簇索引對於單行的檢索很快。數據庫
創建索引的目的是加快對錶中記錄的查找或排序。數據結構
爲表設置索引要付出代價的：一是增長了數據庫的存儲空間，二是在插入和修改數據時要花費較多的時間(由於索引也要隨之變更)。數據庫設計
爲何要建立索引
建立索引能夠大大提升系統的性能。post
第一，經過建立惟一性索引，能夠保證數據庫表中每一行數據的惟一性。性能
第二，能夠大大加快數據的檢索速度，這也是建立索引的最主要的緣由。大數據
第三，能夠加速表和表之間的鏈接，特別是在實現數據的參考完整性方面特別有意義。優化
第四，在使用分組和排序子句進行數據檢索時，一樣能夠顯著減小查詢中分組和排序的時間。
第五，經過使用索引，能夠在查詢的過程當中，使用優化隱藏器，提升系統的性能。
也許會有人要問：增長索引有如此多的優勢，爲何不對錶中的每個列建立一個索引呢?由於，增長索引也有許多不利的方面。
第一，建立索引和維護索引要耗費時間，這種時間隨着數據量的增長而增長。
第二，索引須要佔物理空間，除了數據表佔數據空間以外，每個索引還要佔必定的物理空間，若是要創建聚簇索引，那麼須要的空間就會更大。
第三，當對錶中的數據進行增長、刪除和修改的時候，索引也要動態的維護，這樣就下降了數據的維護速度。
在哪建索引
索引是創建在數據庫表中的某些列的上面。在建立索引的時候，應該考慮在哪些列上能夠建立索引，在哪些列上不能建立索引。通常來講，應該在這些列上建立索引：
1.在常常須要搜索的列上，能夠加快搜索的速度;
2.在做爲主鍵的列上，強制該列的惟一性和組織表中數據的排列結構;
3.在常常用在鏈接的列上，這些列主要是一些外鍵，能夠加快鏈接的速度;在常常須要根據範圍進行搜索的列上建立索引，由於索引已經排序，其指定的範圍是連續的;
4.在常常須要排序的列上建立索引，由於索引已經排序，這樣查詢能夠利用索引的排序，加快排序查詢時間;
5.在常用在WHERE子句中的列上面建立索引，加快條件的判斷速度。
一樣，對於有些列不該該建立索引。通常來講，不該該建立索引的的這些列具備下列特色：
第一，對於那些在查詢中不多使用或者參考的列不該該建立索引。這是由於，既然這些列不多使用到，所以有索引或者無索引，並不能提升查詢速度。相反，因爲增長了索引，反而下降了系統的維護速度和增大了空間需求。
第二，對於那些只有不多數據值的列也不該該增長索引。這是由於，因爲這些列的取值不多，例如人事表的性別列，在查詢的結果中，結果集的數據行佔了表中數據行的很大比例，即須要在表中搜索的數據行的比例很大。增長索引，並不能明顯加快檢索速度。
第三，對於那些定義爲text, image和bit數據類型的列不該該增長索引。這是由於，這些列的數據量要麼至關大，要麼取值不多,不利於使用索引。
第四，當修改性能遠遠大於檢索性能時，不該該建立索引。這是由於，修改性能和檢索性能是互相矛盾的。當增長索引時，會提升檢索性能，可是會下降修改性能。當減小索引時，會提升修改性能，下降檢索性能。所以，當修改操做遠遠多於檢索操做時，不該該建立索引。
索引的數據結構
B-tree，B是balance，通常用於數據庫的索引。使用B-tree結構能夠顯著減小定位記錄時所經歷的中間過程，從而加快存取速度。而B+tree是B-tree的一個變種，大名鼎鼎的MySQL就廣泛使用B+tree實現其索引結構。
插入（insert）操做：插入一個元素時，首先在B-tree中是否存在，若是不存在，即在葉子結點處結束，而後在葉子結點中插入該新的元素，注意：若是葉子結點空間足夠，這裏須要向右移動該葉子結點中大於新插入關鍵字的元素，若是空間滿了以至沒有足夠的空間去添加新的元素，則將該結點進行「分裂」，將一半數量的關鍵字元素分裂到新的其相鄰右結點中，中間關鍵字元素上移到父結點中（固然，若是父結點空間滿了，也一樣須要「分裂」操做），並且當結點中關鍵元素向右移動了，相關的指針也須要向右移。若是在根結點插入新元素，空間滿了，則進行分裂操做，這樣原來的根結點中的中間關鍵字元素向上移動到新的根結點中，所以致使樹的高度增長一層。
刪除(delete)操做：首先查找B-tree中需刪除的元素,若是該元素在B-tree中存在，則將該元素在其結點中進行刪除，若是刪除該元素後，首先判斷該元素是否有左右孩子結點，若是有，則上移孩子結點中的某相近元素到父節點中，而後是移動以後的狀況；若是沒有，直接刪除後，移動以後的狀況.。刪除元素，移動相應元素以後，若是某結點中元素數目小於ceil(m/2)-1，則須要看其某相鄰兄弟結點是否豐滿（結點中元素個數大於ceil(m/2)-1），若是豐滿，則向父節點借一個元素來知足條件；若是其相鄰兄弟都剛脫貧，即借了以後其結點數目小於ceil(m/2)-1，則該結點與其相鄰的某一兄弟結點進行「合併」成一個結點，以此來知足條件。
下面結合例子詳細講解mysql中索引的使用
索引是快速搜索的關鍵。MySQL索引的創建對於MySQL的高效運行是很重要的。下面介紹幾種常見的MySQL索引類型。在數據庫表中，對字段創建索引能夠大大提升查詢速度。假如咱們建立了一個 mytable表：CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL ); 咱們隨機向裏面插入了10000條記錄，其中有一條：5555, admin。在查找username="admin"的記錄 SELECT * FROM mytable WHERE username='admin';時，若是在username上已經創建了索引，MySQL無須任何掃描，即準確可找到該記錄。相反，MySQL會掃描全部記錄，即要查詢10000條記錄。索引分單列索引和組合索引。單列索引，即一個索引只包含單個列，一個表能夠有多個單列索引，但這不是組合索引。組合索引，即一個索包含多個列。MySQL索引類型包括：（1）普通索引這是最基本的索引，它沒有任何限制。它有如下幾種建立方式：◆建立索引CREATE INDEX indexName ON mytable(username(length)); 若是是CHAR，VARCHAR類型，length能夠小於字段實際長度；若是是BLOB和TEXT類型，必須指定 length，下同。◆修改表結構ALTER mytable ADD INDEX [indexName] ON (username(length))◆建立表的時候直接指定CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL, INDEX [indexName] (username(length)) ); 刪除索引的語法：DROP INDEX [indexName] ON mytable;（2）惟一索引它與前面的普通索引相似，不一樣的就是：索引列的值必須惟一，但容許有空值。若是是組合索引，則列值的組合必須惟一。它有如下幾種建立方式：◆建立索引CREATE UNIQUE INDEX indexName ON mytable(username(length))◆修改表結構ALTER mytable ADD UNIQUE [indexName] ON (username(length))◆建立表的時候直接指定CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL, UNIQUE [indexName] (username(length)) ); （3）主鍵索引它是一種特殊的惟一索引，不容許有空值。通常是在建表的時候同時建立主鍵索引：CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL, PRIMARY KEY(ID) ); 固然也能夠用 ALTER 命令。記住：一個表只能有一個主鍵。（4）組合索引爲了形象地對比單列索引和組合索引，爲表添加多個字段：CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL, city VARCHAR(50) NOT NULL, age INT NOT NULL ); 爲了進一步榨取MySQL的效率，就要考慮創建組合索引。就是將 name, city, age建到一個索引裏：ALTER TABLE mytable ADD INDEX name_city_age (name(10),city,age); 建表時，usernname長度爲 16，這裏用 10。這是由於通常狀況下名字的長度不會超過10，這樣會加速索引查詢速度，還會減小索引文件的大小，提升INSERT的更新速度。若是分別在 usernname，city，age上創建單列索引，讓該表有3個單列索引，查詢時和上述的組合索引效率也會大不同，遠遠低於咱們的組合索引。雖然此時有了三個索引，但MySQL只能用到其中的那個它認爲彷佛是最有效率的單列索引。創建這樣的組合索引，實際上是至關於分別創建了下面三組組合索引：usernname,city,age usernname,city usernname 爲何沒有 city，age這樣的組合索引呢？這是由於MySQL組合索引「最左前綴」的結果。簡單的理解就是隻從最左面的開始組合。並非只要包含這三列的查詢都會用到該組合索引，下面的幾個SQL就會用到這個組合索引：SELECT * FROM mytable WHREE username="admin" AND city="鄭州" SELECT * FROM mytable WHREE username="admin" 而下面幾個則不會用到：SELECT * FROM mytable WHREE age=20 AND city="鄭州" SELECT * FROM mytable WHREE city="鄭州"（5）創建索引的時機到這裏咱們已經學會了創建索引，那麼咱們須要在什麼狀況下創建索引呢？通常來講，在WHERE和JOIN中出現的列須要創建索引，但也不徹底如此，由於MySQL只對<，<=，=，>，>=，BETWEEN，IN，以及某些時候的LIKE纔會使用索引。例如：SELECT t.Name FROM mytable t LEFT JOIN mytable m ON t.Name=m.username WHERE m.age=20 AND m.city='鄭州' 此時就須要對city和age創建索引，因爲mytable表的userame也出如今了JOIN子句中，也有對它創建索引的必要。剛纔提到只有某些時候的LIKE才需創建索引。由於在以通配符%和_開頭做查詢時，MySQL不會使用索引。例以下句會使用索引：SELECT * FROM mytable WHERE username like'admin%' 而下句就不會使用：SELECT * FROM mytable WHEREt Name like'%admin' 所以，在使用LIKE時應注意以上的區別。（6）索引的不足之處上面都在說使用索引的好處，但過多的使用索引將會形成濫用。所以索引也會有它的缺點：◆雖然索引大大提升了查詢速度，同時卻會下降更新表的速度，如對錶進行INSERT、UPDATE和DELETE。由於更新表時，MySQL不只要保存數據，還要保存一下索引文件。◆創建索引會佔用磁盤空間的索引文件。通常狀況這個問題不太嚴重，但若是你在一個大表上建立了多種組合索引，索引文件的會膨脹很快。索引只是提升效率的一個因素，若是你的MySQL有大數據量的表，就須要花時間研究創建最優秀的索引，或優化查詢語句。（7）使用索引的注意事項使用索引時，有如下一些技巧和注意事項：◆索引不會包含有NULL值的列只要列中包含有NULL值都將不會被包含在索引中，複合索引中只要有一列含有NULL值，那麼這一列對於此複合索引就是無效的。因此咱們在數據庫設計時不要讓字段的默認值爲NULL。◆使用短索引對串列進行索引，若是可能應該指定一個前綴長度。例如，若是有一個CHAR(255)的列，若是在前10個或20個字符內，多數值是唯一的，那麼就不要對整個列進行索引。短索引不只能夠提升查詢速度並且能夠節省磁盤空間和I/O操做。◆索引列排序MySQL查詢只使用一個索引，所以若是where子句中已經使用了索引的話，那麼order by中的列是不會使用索引的。所以數據庫默認排序能夠符合要求的狀況下不要使用排序操做；儘可能不要包含多個列的排序，若是須要最好給這些列建立複合索引。◆like語句操做通常狀況下不鼓勵使用like操做，若是非使用不可，如何使用也是一個問題。like 「%aaa%」 不會使用索引而like 「aaa%」可使用索引。◆不要在列上進行運算select * from users where YEAR(adddate)<2007; 將在每一個行上進行運算，這將致使索引失效而進行全表掃描，所以咱們能夠改爲select * from users where adddate<‘2007-01-01’; ◆不使用NOT IN和<>操做以上，就對其中MySQL索引類型進行了介紹。