17-索引

時間 2019-11-08

標籤索引简体版

原文原文鏈接

1、索引的介紹

數據庫中專門用於幫助用戶快速查找數據的一種數據結構。相似於字典中的目錄，查找字典內容時能夠根據目錄查找到數據的存放位置嗎，而後直接獲取。

二、索引的做用

約束和加速查找

3、常見的幾種索引：

- 普通索引
- 惟一索引
- 主鍵索引
- 聯合索引（多列）

   - 聯合主鍵索引 

　 - 聯合惟一索引

 - 聯合普通索引

無索引： 從前日後一條一條查詢
有索引：建立索引的本質，就是建立額外的文件（某種格式存儲，查詢的時候，先去格外的文件找，定好位置，而後再去原始表中直接查詢。可是建立索引越多，會對硬盤也是有損耗。

創建索引的目的：
a.額外的文件保存特殊的數據結構
b.查詢快，可是插入更新刪除依然慢
c.建立索引以後，必須命中索引纔能有效

無索引和有索引的區別以及創建索引的目的

hash索引和BTree索引
（1）hash類型的索引：查詢單條快，範圍查詢慢
（2）btree類型的索引：b+樹，層數越多，數據量指數級增加（咱們就用它，由於innodb默認支持它）

索引的種類

3.1 普通索引

做用：僅有一個加速查找mysql

create table userinfo(
                   nid int not null auto_increment primary key,
                   name varchar(32) not null,
                   email varchar(64) not null,
                   index ix_name(name)
               );

建立表+普通索引

create index 索引的名字 on 表名(列名)

普通索引

drop index 索引的名字 on 表名

刪除索引

show index from 表名

查看索引

3.2 惟一索引

惟一索引有兩個功能：加速查找和惟一約束（可含null）算法

  create table userinfo(
                   id int not null auto_increment primary key,
                   name varchar(32) not null,
                   email varchar(64) not null,
                   unique  index  ix_name(name)
               );

建立表+惟一索引

create unique index 索引名 on 表名(列名)

惟一索引

drop index 索引名 on 表名;

刪除惟一索引

3.3 主鍵索引

主鍵索引有兩個功能：加速查找和惟一約束（不含null）sql

    create table userinfo(

                   id int not null auto_increment primary key,
                   name varchar(32) not null,
                   email varchar(64) not null,
                   unique  index  ix_name(name)
           )
          or

           create table userinfo(

                   id int not null auto_increment,
                   name varchar(32) not null,
                   email varchar(64) not null,
                   primary key(nid),
                   unique  index  ix_name(name)
         )

建立表+主鍵索引

alter table 表名 add primary key(列名);

主鍵索引

alter table 表名 drop primary key;
alter table 表名  modify  列名 int, drop primary key;

刪除主鍵索引

3.4 組合索引

組合索引是將n個列組合成一個索引數據庫

其應用場景爲：頻繁的同時使用n列來進行查詢，如：where name = 'alex' and email = 'alex@qq.com'。服務器

create index 索引名 on 表名(列名1,列名2);

聯合普通索引

4、索引名詞

#覆蓋索引：在索引文件中直接獲取數據
        例如：
        select name from userinfo where name = 'alex50000';


#索引合併：把多個單列索引合併成使用
        例如：
        select * from  userinfo where name = 'alex13131' and id = 13131;

6、正確使用索引的狀況

　　數據庫表中添加索引後確實會讓查詢速度起飛，但前提必須是正確的使用索引來查詢，若是以錯誤的方式使用，則即便創建索引也會不奏效。數據結構

　　使用索引，咱們必須知道：ide

　　　　（1）建立索引 函數

　　　　（2）命中索引性能

　　　　（3）正確使用索引測試

　準備：

#1. 準備表
create table userinfo(
id int,
name varchar(20),
gender char(6),
email varchar(50)
);

#2. 建立存儲過程，實現批量插入記錄
delimiter $$ #聲明存儲過程的結束符號爲$$
create procedure auto_insert1()
BEGIN
    declare i int default 1;
    while(i<3000000)do
        insert into userinfo values(i,concat('alex',i),'male',concat('egon',i,'@oldboy'));
        set i=i+1;
    end while;
END$$ #$$結束
delimiter ; #從新聲明分號爲結束符號

#3. 查看存儲過程
show create procedure auto_insert1\G 

#4. 調用存儲過程
call auto_insert1();

準備300w條數據

測試：

　　　　 - like '%xx'
            select * from userinfo where name like '%al';
        - 使用函數
            select * from userinfo where reverse(name) = 'alex333';
        - or
            select * from userinfo where id = 1 or email = 'alex122@oldbody';
            特別的：當or條件中有未創建索引的列才失效，如下會走索引
                    select * from userinfo where id = 1 or name = 'alex1222';
                    select * from userinfo where id = 1 or email = 'alex122@oldbody' and name = 'alex112'
        - 類型不一致
            若是列是字符串類型，傳入條件是必須用引號引發來，否則...
            select * from userinfo where name = 999;
        - !=
            select count(*) from userinfo where name != 'alex'
            特別的：若是是主鍵，則仍是會走索引
                select count(*) from userinfo where id != 123
        - >
            select * from userinfo where name > 'alex'
            特別的：若是是主鍵或索引是整數類型，則仍是會走索引
                select * from userinfo where id > 123
                select * from userinfo where num > 123
        - order by
            select email from userinfo order by name desc;
            當根據索引排序時候，選擇的映射若是不是索引，則不走索引
            特別的：若是對主鍵排序，則仍是走索引：
                select * from userinfo order by nid desc;
         
        - 組合索引最左前綴
            若是組合索引爲：(name,email)
            name and email       -- 使用索引
            name                 -- 使用索引
            email                -- 不使用索引

什麼是最左前綴呢？

最左前綴匹配：
        create index ix_name_email on userinfo(name,email);
                 select * from userinfo where name = 'alex';
                 select * from userinfo where name = 'alex' and email='alex@oldBody';

                 select * from userinfo where  email='alex@oldBody';

             若是使用組合索引如上，name和email組合索引以後，查詢
             （1）name和email ---使用索引
             （2）name        ---使用索引
             （3）email       ---不適用索引
              對於同時搜索n個條件時，組合索引的性能好於多個單列索引
　　　　　　　　******組合索引的性能>索引合併的性能*********

7、索引的注意事項

       (1)避免使用select *
       (2)count(1)或count(列) 代替count(*)
       (3)建立表時儘可能使用char代替varchar
       (4)表的字段順序固定長度的字段優先
       (5)組合索引代替多個單列索引（常用多個條件查詢時）
       (6)儘可能使用短索引 （create index ix_title on tb(title(16));特殊的數據類型 text類型）
       (7)使用鏈接（join）來代替子查詢
       (8)連表時注意條件類型需一致
       (9)索引散列（重複少）不適用於建索引，例如：性別不合適

8、執行計劃

　　explain + 查詢SQL - 用於顯示SQL執行信息參數，根據參考信息能夠進行SQL優化

mysql> explain select * from userinfo;
    +----+-------------+----------+------+---------------+------+---------+------+---------+-------+
    | id | select_type | table    | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows    | Extra |
    +----+-------------+----------+------+---------------+------+---------+------+---------+-------+
    |  1 | SIMPLE      | userinfo | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL | 2973016 | NULL  |
    +----+-------------+----------+------+---------------+------+---------+------+---------+-------+

    mysql> explain select * from (select id,name from userinfo where id <20) as A;
    +----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+
    | id | select_type | table      | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows | Extra       |
    +----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+
    |  1 | PRIMARY     | <derived2> | ALL   | NULL          | NULL    | NULL    | NULL |   19 | NULL        |
    |  2 | DERIVED     | userinfo   | range | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | NULL |   19 | Using where |
    +----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+
    2 rows in set (0.05 sec)

參數說明：

select_type：
                查詢類型
                    SIMPLE          簡單查詢
                    PRIMARY         最外層查詢
                    SUBQUERY        映射爲子查詢
                    DERIVED         子查詢
                    UNION           聯合
                    UNION RESULT    使用聯合的結果
table：
                正在訪問的表名
type：
                查詢時的訪問方式，性能：all < index < range < index_merge < ref_or_null < ref < eq_ref < system/const
                ALL             全表掃描，對於數據表從頭至尾找一遍
                                select * from userinfo;
                                特別的：若是有limit限制，則找到以後就不在繼續向下掃描
                                       select * from userinfo where email = 'alex112@oldboy'
                                       select * from userinfo where email = 'alex112@oldboy' limit 1;
                                       雖然上述兩個語句都會進行全表掃描，第二句使用了limit，則找到一個後就再也不繼續掃描。

INDEX ：      全索引掃描，對索引從頭至尾找一遍
                                select nid from userinfo;

RANGE：        對索引列進行範圍查找
                                select *  from userinfo where name < 'alex';
                                PS:
                                    between and
                                    in
                                    >   >=  <   <=  操做
                                    注意：!= 和 > 符號


INDEX_MERGE：  合併索引，使用多個單列索引搜索
                                select *  from userinfo where name = 'alex' or nid in (11,22,33);

REF：       根據索引查找一個或多個值
                                select *  from userinfo where name = 'alex112';

EQ_REF：    鏈接時使用primary key 或 unique類型
                                select userinfo2.id,userinfo.name from userinfo2 left join tuserinfo on userinfo2.id = userinfo.id;



CONST：常量
            表最多有一個匹配行,由於僅有一行,在這行的列值可被優化器剩餘部分認爲是常數,const表很快,由於它們只讀取一次。
                 select id from userinfo where id = 2 ;

SYSTEM：系統
             表僅有一行(=系統表)。這是const聯接類型的一個特例。
                 select * from (select id from userinfo where id = 1) as A;


possible_keys：可能使用的索引

key：真實使用的

key_len：　　MySQL中使用索引字節長度

rows： mysql估計爲了找到所需的行而要讀取的行數 ------ 只是預估值

extra：
                該列包含MySQL解決查詢的詳細信息
                「Using index」
                    此值表示mysql將使用覆蓋索引，以免訪問表。不要把覆蓋索引和index訪問類型弄混了。
                「Using where」
                    這意味着mysql服務器將在存儲引擎檢索行後再進行過濾，許多where條件裏涉及索引中的列，當（而且若是）它讀取索引時，就能被存儲引擎檢驗，所以不是全部帶where子句的查詢都會顯示「Using where」。有時「Using where」的出現就是一個暗示：查詢可受益於不一樣的索引。
                「Using temporary」
                    這意味着mysql在對查詢結果排序時會使用一個臨時表。
                「Using filesort」
                    這意味着mysql會對結果使用一個外部索引排序，而不是按索引次序從表裏讀取行。mysql有兩種文件排序算法，這兩種排序方式均可以在內存或者磁盤上完成，explain不會告訴你mysql將使用哪種文件排序，也不會告訴你排序會在內存裏仍是磁盤上完成。
                「Range checked for each record(index map: N)」
                    這個意味着沒有好用的索引，新的索引將在聯接的每一行上從新估算，N是顯示在possible_keys列中索引的位圖，而且是冗餘的

9、慢日誌記錄

開啓慢查詢日誌，可讓MySQL記錄下查詢超過指定時間的語句，經過定位分析性能的瓶頸，才能更好的優化數據庫系統的性能。

(1) 進入MySql 查詢是否開了慢查詢
         show variables like 'slow_query%';
         參數解釋：
             slow_query_log 慢查詢開啓狀態  OFF 未開啓 ON 爲開啓
        slow_query_log_file 慢查詢日誌存放的位置（這個目錄須要MySQL的運行賬號的可寫權限，通常設置爲MySQL的數據存放目錄）

（2）查看慢查詢超時時間
       show variables like 'long%';
       ong_query_time 查詢超過多少秒才記錄   默認10秒 

（3）開啓慢日誌（1）（是否開啓慢查詢日誌，1表示開啓，0表示關閉。）
           set global slow_query_log=1;
（4）再次查看
              show variables like '%slow_query_log%';

（5）開啓慢日誌（2）：（推薦）
         在my.cnf 文件中
         找到[mysqld]下面添加：
           slow_query_log =1
   　　　　 slow_query_log_file=C:\mysql-5.6.40-winx64\data\localhost-slow.log
    　　　  long_query_time = 1

    參數說明：
        slow_query_log 慢查詢開啓狀態  1 爲開啓
        slow_query_log_file 慢查詢日誌存放的位置
        long_query_time 查詢超過多少秒才記錄   默認10秒 修改成1秒

10、分頁性能相關方案

先回顧一下，如何取當前表中的前10條記錄，每十條取一次.......

第1頁：
select * from userinfo limit 0,10;
第2頁：
select * from userinfo limit 10,10;
第3頁：
select * from userinfo limit 20,10;
第4頁：
select * from userinfo limit 30,10;
......
第2000010頁
select * from userinfo limit 2000000,10;

PS:會發現，越日後查詢，須要的時間約長，是由於越日後查，全文掃描查詢，會去數據表中掃描查詢。

最優的解決方案

（1）只有上一頁和下一頁
        作一個記錄：記錄當前頁的最大id或最小id
        下一頁：
        select * from userinfo where id>max_id limit 10;

        上一頁：
        select * from userinfo where id<min_id order by id desc limit 10;


  (2) 中間有頁碼的狀況
           select * from userinfo where id in(
               select id from (select * from userinfo where id > pre_max_id limit (cur_max_id-pre_max_id)*10) as A order by A.id desc limit 10
           );