MySQL 索引分析與優化

Thresh

EXPLAIN

MySQL 提供了一個 EXPLAIN 命令，它能夠對 SELECT 語句進行分析，並輸出 SELECT 執行的詳細信息，供開發人員有針對性的優化。

EXPLAIN SELECT * from USERS where id >1 ;

select_type
表示查詢的類型。經常使用的值以下：

SIMPLE ： 表示查詢語句不包含子查詢或union
PRIMARY：表示此查詢是最外層的查詢
UNION：表示此查詢是UNION的第二個或後續的查詢
EXPLAIN SELECT * from user WHERE id < 3;
DEPENDENT UNION：UNION中的第二個或後續的查詢語句，使用了外面查詢結果
UNION RESULT：UNION的結果
SUBQUERY：SELECT子查詢語句
DEPENDENT SUBQUERY：SELECT子查詢語句依賴外層查詢的結果。

type
表示存儲引擎查詢數據時採用的方式。比較重要的一個屬性，經過它能夠判斷出查詢是全表掃描仍是基於索引的部分掃描。經常使用屬性值以下，從上至下效率依次加強。

ALL：表示全表掃描，性能最差。
index：表示基於索引的全表掃描，先掃描索引再掃描全表數據。
range：表示使用索引範圍查詢。使用>、>=、<、<=、in等等。
ref：表示使用非惟一索引進行單值查詢。
eq_ref：通常狀況下出如今多表join查詢，表示前面表的每個記錄，都只能匹配後面表的一行結果。
const：表示使用主鍵或惟一索引作等值查詢，常量查詢。
NULL：表示不用訪問表，速度最快

possible_keys
表示查詢時可以使用到的索引。注意並不必定會真正使用，顯示的是索引名稱。

key
表示查詢時真正使用到的索引，顯示的是索引名稱。

rows
MySQL查詢優化器會根據統計信息，估算SQL要查詢到結果須要掃描多少行記錄。原則上rows是越少效率越高，能夠直觀的瞭解到SQL效率高低。

key_len
表示查詢使用了索引的字節數量。能夠判斷是否所有使用了組合索引。
key_len的計算規則以下：

字符串類型
    字符串長度跟字符集有關：latin1=一、gbk=二、utf8=三、utf8mb4=4
    char(n)：n*字符集長度
    varchar(n)：n * 字符集長度 + 2字節
    
數值類型
    TINYINT：1個字節
    SMALLINT：2個字節
    MEDIUMINT：3個字節
    INT、FLOAT：4個字節
    BIGINT、DOUBLE：8個字節
    
時間類型
    DATE：3個字節
    TIMESTAMP：4個字節
    DATETIME：8個字節
    
字段屬性
    NULL屬性佔用1個字節，若是一個字段設置了NOT NULL，則沒有此項

Extra
Extra表示不少額外的信息，各類操做會在Extra提示相關信息，常見幾種以下：

Using where
    表示查詢須要經過索引回表查詢數據。

Using index
    表示查詢須要經過索引，索引就能夠知足所需數據。

Using filesort
    表示查詢出來的結果須要額外排序，數據量小在內存，大的話在磁盤，所以有Using filesort建議優化。

Using temprorary
    查詢使用到了臨時表，通常出現於去重、分組等操做。

回表查詢

InnoDB索引有聚簇索引(主鍵索引)和輔助索引。聚簇索引的葉子節點存儲行記錄，InnoDB必需要有，且只有一個。輔助索引的葉子節點存儲的是主鍵值和索引字段值，經過輔助索引沒法直接定位行記錄，一般狀況下，須要掃碼兩遍索引樹。
先經過輔助索引定位主鍵值，而後再經過聚簇索引定位行記錄，這就叫作回表查詢，它的性能比掃一遍索引樹低。

總結：經過索引查詢主鍵值，而後再去聚簇索引查詢記錄信息

覆蓋索引

即explain的輸出結果Extra字段爲Using index時，可以觸發索引覆蓋。

EXPLAIN SELECT e.* from EMPLOYEE e INNER JOIN COMPANY c on e.companyId = c.id

最左前綴原則

複合索引使用時遵循最左前綴原則，最左前綴顧名思義，就是最左優先，即查詢中使用到最左邊的列，那麼查詢就會使用到索引，若是從索引的第二列開始查找，索引將失效

CREATE TABLE `user2` (
  `userid` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '',
  `password` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '',
  `usertype` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '',
  PRIMARY KEY (`userid`),
  KEY `a_b_c_index` (`username`,`password`,`usertype`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8;

當存在username時會使用索引查詢：

explain select * from user2 where username = '1' and password = '1';

當沒有username時，不會使用索引查詢：

explain select * from user2 where password = '1';

LIKE查詢

MySQL在使用like模糊查詢時，索引能不能起做用？

MySQL在使用Like模糊查詢時，索引是能夠被使用的，只有把%字符寫在後面纔會使用到索引。

select * from user where name like '%o%'; //不起做用
select * from user where name like 'o%'; //起做用
select * from user where name like '%o'; //不起做用

NULL查詢

若是MySQL表的某一列含有NULL值，那麼包含該列的索引是否有效？

對MySQL來講，NULL是一個特殊的值，從概念上講，NULL意味着「一個未知值」，它的處理方式與其餘值有些不一樣。
好比：不能使用=，<，>這樣的運算符，對NULL作算術運算的結果都是NULL，count時不會包括NULL行等，NULL比空字符串須要更多的存儲空間等

NULL列須要增長額外空間來記錄其值是否爲NULL。對於MyISAM表，每個空列額外佔用一位，四捨五入到最接近的字節。

雖然MySQL能夠在含有NULL的列上使用索引，但NULL和其餘數據仍是有區別的，不建議列上容許爲NULL。最好設置NOT NULL，並給一個默認值，好比0和 ‘’ 空字符串等，若是是datetime類型，也能夠設置系統當前時間或某個固定的特殊值，例如'1970-01-01 00:00:00'。

索引與排序

MySQL查詢支持filesort和index兩種方式的排序，filesort是先把結果查出，而後在緩存或磁盤進行排序操做，效率較低。使用index是指利用索引自動實現排序，不需另作排序操做，效率會比較高。

filesort有兩種排序算法：雙路排序和單路排序。

• 雙路排序：須要兩次磁盤掃描讀取，最終獲得用戶數據。第一次將排序字段讀取出來，而後排序；第二次去讀取其餘字段數據。
• 單路排序：從磁盤查詢所需的全部列數據，而後在內存排序將結果返回。若是查詢數據超出緩存sort_buffer，會致使屢次磁盤讀取操做，並建立臨時表，最後產生了屢次IO，反而會增長負擔。
• 解決方案：少使用select *；增長sort_buffer_size容量max_length_for_sort_data容量。

若是咱們Explain分析SQL，結果中Extra屬性顯示Using filesort，表示使用了filesort排序方式，須要優化。若是Extra屬性顯示Using index時，表示覆蓋索引，也表示全部操做在索引上完成，也可使用index排序方式，建議你們儘量採用覆蓋索引。

會使用index方式的排序

ORDER BY 子句索引列組合知足索引最左前列
    explain select id from user order by id; //對應(id)、(id,name)索引有效

WHERE子句+ORDER BY子句索引列組合知足索引最左前列
    explain select id from user where age=18 order by name; //對應 (age,name)索引

會使用filesort方式的排序

對索引列同時使用了ASC和DESC
    explain select id from user order by age asc,name desc; //對應 (age,name)索引

WHERE子句和ORDER BY子句知足最左前綴，但where子句使用了範圍查詢（例如>、<、in等）
    explain select id from user where age>10 order by name; //對應 (age,name)索引

ORDER BY或者WHERE+ORDER BY索引列沒有知足索引最左前列
    explain select id from user order by name; //對應(age,name)索引
    
使用了不一樣的索引，MySQL每次只採用一個索引，ORDER BY涉及了兩個索引
    explain select id from user order by name,age; //對應(name)、(age)兩個索引

WHERE子句與ORDER BY子句，使用了不一樣的索引
    explain select id from user where name='tom' order by age; //對應 (name)、(age)索引

WHERE子句或者ORDER BY子句中索引列使用了表達式，包括函數表達式
    explain select id from user order by abs(age); //對應(age)索引