（3）MySQL進階篇SQL優化（索引）

1.索引問題

索引是數據庫優化中最經常使用也是最重要的手段之一，經過索引一般能夠幫助用戶解決大多數 的SQL性能問題。本章節將對MySQL中的索引的分類、存儲、使用方法作詳細的介紹。

2.索引的存儲分類

MyISAM存儲引擎的表數據和索引是自動分開存儲的，各自是獨立的一個文件；InnoDB存儲引擎的表數據和索引是存儲在同一個表空間裏面，但能夠有多個文件組成。MySQL中索引的存儲類型目前只有兩種（BTREE和HASH），具體和表的存儲引擎相關：MyISAM和InnoDB存儲引擎都只支持BTREE索引；MEMORY/HEAP存儲引擎能夠支持HASH和BTREE索引。MySQL目前不支持函數索引，可是能對列的前面某一部分進索引，例如上章節庫存表goods_stock.LotNO批次字段，能夠只取Model的前4個字符進行索引，這個特性能夠大大縮小索引文件的大小，咱們在設計表結構的時候也能夠對文本列根據此特性進行靈活設計。下面是建立前綴索引的一個例子：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE LotNO LIKE '2021%';

-- 建立前綴索引
CREATE INDEX idx_stock_2 ON goods_stock (LotNO(4));

3.如何使用索引

索引用於快速找出在某個列中有一特定值的行。對相關列使用索引是提升SELECT操做性能的最佳途徑。查詢要使用索引最主要的條件是查詢條件中須要使用索引關鍵字，若是是多列索引，那麼只有查詢條件使用了多列關鍵字最左邊的前綴時，纔可使用索引，不然將不能使用索引。

3.1使用索引

在MySQL中，下列幾種狀況下有可能使用到索引。
●對於建立的多列索引，只要查詢的條件中用到了最左邊的列，索引通常就會被使用， 舉例說明以下：

-- 首先在庫存表goods_stock按Model，Brand的順序建立一個複合索引
CREATE INDEX idx_stock_1 ON goods_stock (Model,Brand);

而後按Model進行表查詢，具體命令以下：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE Model='LM358DT';

能夠發現即使where條件中不是用Model與Brand字段的組合條件，索引仍然能用到，這就是索引的前綴特性（按照索引列順序查詢）。可是若是隻按Brand條件查詢表，那麼索引就不會被用到，具體以下：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE Brand='TI';

●對於使用like的查詢，後面若是是常量而且只有％號不在第一個字符，索引纔可能會被使用，來看下面兩個執行計劃：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE Model LIKE '%LM358';

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE Model LIKE 'LM358%';

能夠發現第一個SQL沒有使用索引，而第二個SQL就可以使用索引，區別就在於「%」的位置不一樣，前者把「%」放到第一位就不能用到索引，然後者沒有放到第一位就使用了索引。另外，若是若是like後面跟的是一個列的名字，那麼索引也不會被使用。若是對大的文本進行搜索，使用全文索引而不要使用like ’%…%’。
●若是列名是索引，使用column_name is null時候將會使用索引。以下例中查詢LotNO爲null的記錄時候就會用到索引：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE LotNO IS NULL;

3.2存在索引但不使用索引

在下列狀況下，雖然存在索引，可是MySQL並不會使用相應的索引。
●若是MySQL估計使用索引比全表掃描更慢，則不使用索引。例如若是列 key_part1 均勻分佈在 1 和 100 之間，下列查詢中使用索引就不是很好：

SELECT * FROM table_name where key_part1 > 1 and key_part1 < 90;

●若是使用MEMORY/HEAP表而且where條件中不使用「=」進行索引列，那麼不會用到索引。HEAP表只有在「=」的條件下才會使用索引。
●用or分割開的條件，若是or前的條件中的列有索引，然後面的列中沒有索引，那麼涉及到的索引都不會被用到，例如：

SHOW INDEX FROM goods_stock;

經過命令能夠看到goods_stock庫存表有兩個索引，而後咱們再執行以下語句看是否使用索引：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE LotNO='20200821' OR PackageUnit='包';

可見雖然在LotNO這個列上存在索引idx_stock_2，可是這個SQL語句並無用到這個索引，緣由就是or中有一個條件中的列沒有索引。
●若是列類型是字符串，那麼必定記得在where條件中把字符常量值用引號引發來，不然即使這個列上有索引，MySQL也不會用到的，由於MySQL默認把輸入的常量值進行轉換之後才進行檢索，請看以下例子：

DESC goods_stock;

經過DESC命令咱們能夠看到goods_stock庫存表中的LotNO字段是字符型，若是咱們在SQL語句中的LotNO字段加入一個數值型爲20200821的條件值，所以即使在LotNO上有索引，MySQL也不能正確地用上索引，而是繼續進行全表掃描，具體以下：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE LotNO=20200821;

4.查看索引使用狀況

若是索引正在工做，Handler_read_key的值將很高，這個值表明了一個行被索引值讀的次數，很低的值代表增長索引獲得的性能改善不高，由於索引並不常用。Handler_read_rnd_next的值高則意味着查詢運行低效，而且應該創建索引補救。這個值的含義是在數據文件中讀下一行的請求數。若是正進行大量的表掃描，Handler_read_rnd_next的值較高，則一般說明表索引不正確或寫入的查詢沒有利用索引。能夠先刷新狀態再查詢，具體以下：

FLUSH STATUS;
SHOW STATUS LIKE 'Handler_read%';

參數解釋以下：
Handler_read_first：此選項代表SQL是在作一個全索引掃描，注意是所有，而不是部分，因此說若是存在WHERE語句，這個選項是不會變的。
Handler_read_key：此選項數值若是很高，MySQL高效的使用了索引，一切運轉良好。
Handler_read_next：此選項代表在進行索引掃描時，按照索引從數據文件裏取數據的次數。
Handler_read_prev：此選項代表在進行索引掃描時，按照索引倒序從數據文件裏取數據的次數，通常就是ORDER BY … DESC。
Handler_read_rnd：就是查詢直接操做了數據文件，不少時候表現爲沒有使用索引或者文件排序。
Handler_read_rnd_next：此選項值較高時候，則一般說明表索引不正確或寫入的查詢沒有利用索引。

5.兩個簡單實用的優化方法

對於大多數開發人員來講，可能只但願掌握一些簡單實用的優化方法，對於更多更復雜的優 化，更傾向於交給專業DBA來作。本小節將向你們介紹兩個簡單適用的優化方法。

5.1按期分析表和檢查表

●分析表的語法以下：

ANALYZE [LOCAL | NO_WRITE_TO_BINLOG] TABLE tbl_name [, tbl_name] ...

本語句用於分析和存儲表的關鍵字分佈，分析的結果將可使得系統獲得準確的統計信息，使得SQL可以生成正確的執行計劃。若是用戶感受實際執行計劃並非預期的執行計劃，執行一次分析表可能會解決問題。在分析期間，使用一個讀取鎖定對錶進行鎖定。這對於MyISAM, BDB和InnoDB表有做用。對於MyISAM表，本語句與使用myisamchk -a至關，下例中對goods_stock表作了表分析：

ANALYZE TABLE goods_stock;

●檢查表的語法以下：

CHECK TABLE tbl_name [, tbl_name] ... [option] ... option = {QUICK | FAST | MEDIUM | EXTENDED | CHANGED} 

檢查表的做用是檢查一個或多個表是否有錯誤。CHECK TABLE對MyISAM和InnoDB表有做用。對於MyISAM表，關鍵字統計數據被更新，例如：

CHECK TABLE goods_stock;

CHECK TABLE也能夠檢查視圖是否有錯誤，好比在視圖定義中被引用的表已不存在，舉例以下：
（1）首先咱們建立一個表。

CREATE TABLE test
(
  ID INT(11)
);

（2）再建立一個視圖。

CREATE VIEW test_view AS SELECT * FROM test;

（3）而後CHECK一下該視圖，發現沒有問題。

CHECK TABLE test_view;

（4）如今刪除掉視圖依賴的表。

DROP TABLE test;

（5）再來CHECK一下剛纔的視圖，發現報錯了。

CHECK TABLE test_view;

5.2按期優化表

優化表的語法以下：

OPTIMIZE [LOCAL | NO_WRITE_TO_BINLOG] TABLE tbl_name [, tbl_name] ...

若是已經刪除了表的一大部分，或者若是已經對含有可變長度行的表（含有VARCHAR、BLOB或TEXT列的表）進行了不少更改，則應使用OPTIMIZE TABLE 命令來進行表優化。這個命令能夠將表中的空間碎片進行合併，而且能夠消除因爲刪除或者更新形成的空間浪費，但OPTIMIZE TABLE命令只對MyISAM、BDB和InnoDB表起做用。如下例子顯示了優化goods_stock庫存表的過程：

-- 先查看下goods_stock庫存表是什麼表類型
SHOW TABLE STATUS LIKE 'goods_stock%';

OPTIMIZE TABLE goods_stock;

注意：ANALYZE、CHECK、OPTIMIZE執行期間將對錶進行鎖定，所以必定注意要在數據庫不繁忙的狀況下執行相關的操做。參考文獻：深刻淺出MySQL大全