第六章· MySQL索引管理及執行計劃

一.索引介紹

1.什麼是索引

• 1）索引就比如一本書的目錄，它能讓你更快的找到本身想要的內容。
• 2）讓獲取的數據更有目的性，從而提升數據庫檢索數據的性能。

2.索引類型介紹

• 1)BTREE:B+樹索引
• 2)HASH：HASH索引
• 3)FULLTEXT：全文索引
• 4)RTREE：R樹索引
  
  圖1·B+tree索引
  
  圖2·B*tree索引

3.索引管理

索引創建在表的列上(字段)的。
在where後面的列創建索引纔會加快查詢速度。
pages<---索引（屬性）<----查數據。

3.一、索引分類：

主鍵索引
普通索引*****
惟一索引

3.二、添加索引：

#建立索引
alter table test add index index_name(name);
#建立索引
create index index_name on test(name);
#查看索引
desc table;
#查看索引
show index from table;
#刪除索引
alter table test drop key index_name;
#添加主鍵索引（略）
#添加惟一性索引
alter table student add unique key uni_xxx(xxx);
#查看錶中數據行數
select count(*) from city;
#查看去重數據行數
select count(distinct name) from city;

3.三、前綴索引和聯合索引

前綴索引

根據字段的前N個字符創建索引

alter table test add index idx_name(name(10));

避免對大列建索引
若是有，就使用前綴索引

聯合索引

多個字段創建一個索引

例：
where a.女生 and b.身高 and c.體重 and d.身材好
index(a,b,c)
特色：前綴生效特性
a,ab,ac,abc,abcd 能夠走索引或部分走索引
b bc bcd cd c d ba ... 不走索引

原則：把最經常使用來作爲條件查詢的列放在最前面

#建立people表
create table people (id int,name varchar(20),age tinyint,money int ,gender enum('m','f'));
#建立聯合索引
alter table people add index  idx_gam(gender,age,money);

二.explain詳解

explain命令使用方法

mysql> explain select name,countrycode from city where id=1;

explain命令應用
查詢數據的方式

1.全表掃描

• 1）在explain語句結果中type爲ALL
• 2）何時出現全表掃描?
  2.1 業務確實要獲取全部數據
  2.2 不走索引致使的全表掃描
  2.2.1 沒索引
  2.2.2 索引建立有問題
  2.2.3 語句有問題
  生產中,mysql在使用全表掃描時的性能是極其差的，因此MySQL儘可能避免出現全表掃描

2.索引掃描

- 2.1 常見的索引掃描類型:
1）index
2）range
3）ref
4）eq_ref
5）const
6）system
7）null

從上到下，性能從最差到最好，咱們認爲至少要達到range級別

index：Full Index Scan，index與ALL區別爲index類型只遍歷索引樹。
range：索引範圍掃描，對索引的掃描開始於某一點，返回匹配值域的行。顯而易見的索引範圍掃描是帶有between或者where子句裏帶有<,>查詢。

mysql> alter table city add index idx_city(population);
mysql> explain select * from city where population>30000000;

ref：使用非惟一索引掃描或者惟一索引的前綴掃描，返回匹配某個單獨值的記錄行。

mysql> alter table city drop key idx_code;
mysql> explain select * from city where countrycode='chn';
mysql> explain select * from city where countrycode in ('CHN','USA');
mysql> explain select * from city where countrycode='CHN' union all select * from city where countrycode='USA';

eq_ref：相似ref，區別就在使用的索引是惟一索引，對於每一個索引鍵值，表中只有一條記錄匹配，簡單來講，就是多表鏈接中使用primary key或者 unique key做爲關聯條件A

join B 
on A.sid=B.sid

const、system：當MySQL對查詢某部分進行優化，並轉換爲一個常量時，使用這些類型訪問。

如將主鍵置於where列表中，MySQL就能將該查詢轉換爲一個常量

mysql> explain select * from city where id=1000;

NULL：MySQL在優化過程當中分解語句，執行時甚至不用訪問表或索引，例如從一個索引列裏選取最小值能夠經過單獨索引查找完成。

mysql> explain select * from city where id=1000000000000000000000000000;

Extra（擴展）

Using temporary
Using filesort 使用了默認的文件排序（若是使用了索引，會避免這類排序）
Using join buffer

若是出現Using filesort請檢查order by ,group by ,distinct,join 條件列上沒有索引

mysql> explain select * from city where countrycode='CHN' order by population;

當order by語句中出現Using filesort，那就儘可能讓排序值在where條件中出現

mysql> explain select * from city where population>30000000 order by population;
mysql> select * from city where population=2870300 order by population;

key_len: 越小越好

前綴索引去控制

rows: 越小越好

三.創建索引的原則（規範）

爲了使索引的使用效率更高，在建立索引時，必須考慮在哪些字段上建立索引和建立什麼類型的索引。

那麼索引設計原則又是怎樣的?

一、選擇惟一性索引

惟一性索引的值是惟一的，能夠更快速的經過該索引來肯定某條記錄。

例如:
學生表中學號是具備惟一性的字段。爲該字段創建惟一性索引能夠很快的肯定某個學生的信息。
若是使用姓名的話，可能存在同名現象，從而下降查詢速度。
主鍵索引和惟一鍵索引，在查詢中使用是效率最高的。

select count(*) from world.city;
select count(distinct countrycode) from world.city;
select count(distinct countrycode,population ) from world.city;

注意：若是重複值較多，能夠考慮採用聯合索引

2．爲常常須要排序、分組和聯合操做的字段創建索引

例如:
常常須要ORDER BY、GROUP BY、DISTINCT和UNION等操做的字段，排序操做會浪費不少時間。
若是爲其創建索引，能夠有效地避免排序操做

3．爲常做爲查詢條件的字段創建索引

若是某個字段常常用來作查詢條件，那麼該字段的查詢速度會影響整個表的查詢速度。
所以，爲這樣的字段創建索引，能夠提升整個表的查詢速度。

• 3.1 常常查詢
• 3.2 列值的重複值少
  注：若是常常做爲條件的列，重複值特別多，能夠創建聯合索引

4．儘可能使用前綴來索引

若是索引字段的值很長，最好使用值的前綴來索引。例如，TEXT和BLOG類型的字段，進行全文檢索
會很浪費時間。若是隻檢索字段的前面的若干個字符，這樣能夠提升檢索速度。

5．限制索引的數目

索引的數目不是越多越好。每一個索引都須要佔用磁盤空間，索引越多，須要的磁盤空間就越大。
修改表時，對索引的重構和更新很麻煩。越多的索引，會使更新表變得很浪費時間。

6．刪除再也不使用或者不多使用的索引

表中的數據被大量更新，或者數據的使用方式被改變後，原有的一些索引可能再也不須要。數據庫管理
員應當按期找出這些索引，將它們刪除，從而減小索引對更新操做的影響。

7.重點關注：

7.1.沒有查詢條件，或者查詢條件沒有創建索引

#全表掃描
select * from table;
select  * from tab where 1=1;

在業務數據庫中，特別是數據量比較大的表,是沒有全表掃描這種需求。

• 1）對用戶查看是很是痛苦的。
• 2）對服務器來說毀滅性的。
• 3）SQL改寫成如下語句：

#狀況1
#全表掃描
select * from table;
#須要在price列上創建索引
selec  * from tab  order by  price  limit 10;
#狀況2
#name列沒有索引
select * from table where name='zhangsan'; 
一、換成有索引的列做爲查詢條件
二、將name列創建索引

7.2.查詢結果集是原表中的大部分數據，應該是25％以上

mysql> explain select * from city where population>3000 order by population;

• 1）若是業務容許，可使用limit控制。
• 2）結合業務判斷，有沒有更好的方式。若是沒有更好的改寫方案就儘可能不要在mysql存放這個數據了，放到redis裏面。

7.3.索引自己失效，統計數據不真實

索引有自我維護的能力。
對於表內容變化比較頻繁的狀況下，有可能會出現索引失效。
重建索引就能夠解決

7.4.查詢條件使用函數在索引列上或者對索引列進行運算，運算包括(+，-，*等)

#例子
錯誤的例子：select * from test where id-1=9; 
正確的例子：select * from test where id=10;

7.5.隱式轉換致使索引失效.這一點應當引發重視.也是開發中常常會犯的錯誤

mysql> create table test (id int ,name varchar(20),telnum varchar(10));
mysql> insert into test values(1,'zs','110'),(2,'l4',120),(3,'w5',119),(4,'z4',112);
mysql> explain select * from test where telnum=120;
mysql> alter table test add index idx_tel(telnum);
mysql> explain select * from test where telnum=120;
mysql> explain select * from test where telnum=120;
mysql> explain select * from test where telnum='120';

7.6． <> ，not in 不走索引

mysql> select * from tab where telnum <> '1555555';
mysql> explain select * from tab where telnum <> '1555555';

單獨的>,<,in 有可能走，也有可能不走，和結果集有關，儘可能結合業務添加limit
or或in儘可能改爲union

EXPLAIN  SELECT * FROM teltab WHERE telnum IN ('110','119');
#改寫成
EXPLAIN SELECT * FROM teltab WHERE telnum='110'
UNION ALL
SELECT * FROM teltab WHERE telnum='119'

7.7．like "%_" 百分號在最前面不走

#走range索引掃描
EXPLAIN SELECT * FROM teltab WHERE telnum LIKE '31%';
#不走索引
EXPLAIN SELECT * FROM teltab WHERE telnum LIKE '%110';

%linux%類的搜索需求，可使用Elasticsearch -------> ELK

7.8.單獨引用聯合索引裏非第一位置的索引列

CREATE TABLE t1 (id INT,NAME VARCHAR(20),age INT ,sex ENUM('m','f'),money INT);
ALTER TABLE t1 ADD INDEX t1_idx(money,age,sex);
DESC t1
SHOW INDEX FROM t1
#走索引的狀況測試
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE money=30 AND age=30  AND sex='m';
#部分走索引
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE money=30 AND age=30;
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE money=30  AND sex='m'; 
#不走索引
EXPLAIN SELECT  NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE age=20
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE age=30 AND sex='m';
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE sex='m';