90%程序員面試都用得上的索引優化手冊

多關於索引，分爲如下幾點來說解：

1、索引的概述(什麼是索引,索引的優缺點)

2、索引的基本使用（建立索引）

3、索引的基本原理（面試重點）

4、索引的數據結構（B樹，hash）

5、建立索引的原則（重中之重，面試必問！敬請收藏！）

6、百萬級別或以上的數據如何刪除

 

1、索引的概述

1）什麼是索引？

索引是一種特殊的文件(InnoDB數據表上的索引是表空間的一個組成部分)，它們包含着對數據表裏全部記錄的引用指針。更通俗的說，索引就至關於目錄。當你在用新華字典時，幫你把目錄撕掉了，你查詢某個字開頭的成語只能從第一頁翻到第一千頁。累！把目錄還給你，則能快速定位！

2）索引的優缺點：

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。，且經過使用索引，能夠在查詢的過程當中，使用優化隱藏器，提升系統的性能。可是，索引也是有缺點的：索引須要額外的維護成本；由於索引文件是單獨存在的文件,對數據的增長,修改,刪除,都會產生額外的對索引文件的操做,這些操做須要消耗額外的IO,會下降增/改/刪的執行效率。

2、索引的基本使用

1）建立索引：（三種方式）

第一種方式：

 

第二種方式：使用ALTER TABLE命令去增長索引：

ALTER TABLE用來建立普通索引、UNIQUE索引或PRIMARY KEY索引。

 

其中table_name是要增長索引的表名，column_list指出對哪些列進行索引，多列時各列之間用逗號分隔。

索引名index_name可本身命名，缺省時，MySQL將根據第一個索引列賦一個名稱。另外，ALTER TABLE容許在單個語句中更改多個表，所以能夠在同時建立多個索引。

第三種方式：使用CREATE INDEX命令建立

CREATE INDEX可對錶增長普通索引或UNIQUE索引。（可是，不能建立PRIMARY KEY索引）

 

3、索引的基本原理（不想像別的文章那樣一大堆篇幅廢話）

索引用來快速地尋找那些具備特定值的記錄。若是沒有索引，通常來講執行查詢時遍歷整張表。

索引的原理很簡單，就是把無序的數據變成有序的查詢

一、把建立了索引的列的內容進行排序

二、對排序結果生成倒排表

三、在倒排表內容上拼上數據地址鏈

四、在查詢的時候，先拿到倒排表內容，再取出數據地址鏈，從而拿到具體數據

4、索引的數據結構（b樹，hash）

1）B樹索引

mysql經過存儲引擎取數據，基本上90%的人用的就是InnoDB了，按照實現方式分，InnoDB的索引類型目前只有兩種：BTREE（B樹）索引和HASH索引。B樹索引是Mysql數據庫中使用最頻繁的索引類型，基本全部存儲引擎都支持BTree索引。一般咱們說的索引不出意外指的就是（B樹）索引（實際是用B+樹實現的，由於在查看錶索引時，mysql一概打印BTREE，因此簡稱爲B樹索引）

 

查詢方式：

主鍵索引區:PI(關聯保存的時數據的地址)按主鍵查詢,

普通索引區:si(關聯的id的地址,而後再到達上面的地址)。因此按主鍵查詢,速度最快

B+tree性質：

1.）n棵子tree的節點包含n個關鍵字，不用來保存數據而是保存數據的索引。

2.）全部的葉子結點中包含了所有關鍵字的信息，及指向含這些關鍵字記錄的指針，且葉子結點自己依關鍵字的大小自小而大順序連接。

3.）全部的非終端結點能夠當作是索引部分，結點中僅含其子樹中的最大（或最小）關鍵字。

4.）B+ 樹中，數據對象的插入和刪除僅在葉節點上進行。

5.）B+樹有2個頭指針，一個是樹的根節點，一個是最小關鍵碼的葉節點。

2）哈希索引

簡要說下，相似於數據結構中簡單實現的HASH表（散列表）同樣，當咱們在mysql中用哈希索引時，主要就是經過Hash算法（常見的Hash算法有直接定址法、平方取中法、摺疊法、除數取餘法、隨機數法），將數據庫字段數據轉換成定長的Hash值，與這條數據的行指針一併存入Hash表的對應位置；若是發生Hash碰撞（兩個不一樣關鍵字的Hash值相同），則在對應Hash鍵下以鏈表形式存儲。固然這只是簡略模擬圖。

 

5、建立索引的原則（重中之重）

索引雖好，但也不是無限制的使用，最好符合一下幾個原則

1） 最左前綴匹配原則，組合索引很是重要的原則，mysql會一直向右匹配直到遇到範圍查詢(>、<、between、like)就中止匹配，好比a = 1 and b = 2 and c > 3 and d = 4 若是創建(a,b,c,d)順序的索引，d是用不到索引的，若是創建(a,b,d,c)的索引則均可以用到，a,b,d的順序能夠任意調整。

2）較頻繁做爲查詢條件的字段纔去建立索引

3）更新頻繁字段不適合建立索引

4）如果不能有效區分數據的列不適合作索引列(如性別，男女未知，最多也就三種，區分度實在過低)

5）儘可能的擴展索引，不要新建索引。好比表中已經有a的索引，如今要加(a,b)的索引，那麼只須要修改原來的索引便可。

6）定義有外鍵的數據列必定要創建索引。

7）對於那些查詢中不多涉及的列，重複值比較多的列不要創建索引。

8）對於定義爲text、image和bit的數據類型的列不要創建索引。

百萬級別或以上的數據如何刪除

關於索引：因爲索引須要額外的維護成本，由於索引文件是單獨存在的文件,因此當咱們對數據的增長,修改,刪除,都會產生額外的對索引文件的操做,這些操做須要消耗額外的IO,會下降增/改/刪的執行效率。因此，在咱們刪除數據庫百萬級別數據的時候，查詢MySQL官方手冊得知刪除數據的速度和建立的索引數量是成正比的。

1. 因此咱們想要刪除百萬數據的時候能夠先刪除索引（此時大概耗時三分多鐘）
2. 而後刪除其中無用數據（此過程須要不到兩分鐘）
3. 刪除完成後從新建立索引(此時數據較少了)建立索引也很是快，約十分鐘左右。
4. 與以前的直接刪除絕對是要快速不少，更別說萬一刪除中斷,一切刪除會回滾。那更是坑了。