mysql进阶（二）之细谈索引、分页与慢日志

索引

1、数据库索引

　　数据库索引是一种数据结构，可以以额外的写入和存储空间为代价来提高数据库表上的数据检索操作的速度，以维护索引数据结构。索引用于快速定位数据，而无需在每次访问数据库表时搜索数据库表中的每一行。

　　简单来说，数据库索引的本质是数据结构,这种数据结构能够帮助我们快速的获取数据库中的数据。

2、索引种类

• 普通索引：仅加速查询
• 唯一索引：加速查询 + 列值唯一（可以有null）
• 主键索引：加速查询 + 列值唯一 +　表中只有一个（不可以有null）
• 组合索引：多列值组成一个索引，
                专门用于组合搜索，其效率大于索引合并
• 全文索引：对文本的内容进行分词，进行搜索 

索引合并，使用多个单列索引组合搜索
覆盖索引，select的数据列只用从索引中就能够取得，不必读取数据行，换句话说查询列要被所建的索引覆盖

a、普通索引

　　普通索引可以包括不止一列,一般把多个列组成的普通索引叫组合索引,也有把普通索引看成是只有一列的组合索引的。此外,在索引字符串时,可以只把前几位作为索引来提升效率。

create table in1(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    index ix_name (name)
)
--ix_name 索引名

create index index_name on table_name(column_name)

drop index_name on table_name;

show index from table_name;

ps：对于创建索引时如果是BLOB 和 TEXT 类型，必须指定length。

create index ix_extra on in1(extra(32));

b、唯一索引

　　唯一索引列中的值必须是唯一的。不过有一个例外,可以有且可以有多个Null。

　　唯一索引有两个功能：加速查询 和 唯一约束（可含null）

create table in1(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    unique ix_name (name)
)

create unique index 索引名 on 表名(列名)

drop unique index 索引名 on 表名

c、主键索引

　　主键索引必须唯一,不同的是不能有Null。主键索引也可以是组合索引,只要组合的每条结果是唯一的

　　主键索引有两个功能：加速查询 和 唯一约束（不可含null）

create table in1(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    index ix_name (name)
)

OR

create table in1(
    nid int not null auto_increment,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text,
    primary key(ni1),
    index ix_name (name)
)

alter table 表名 add primary key(列名);

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

d、组合索引

　　组合索引是将n个列组合成一个索引

　　其应用场景为：频繁的同时使用n列来进行查询，如：where n1 = 'sb' and n2 = 666。

create table in3(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text
)

create index ix_name_email on in3(name,email);

遵循最左前缀匹配原则：　

如上创建组合索引之后，查询：

• name and email  -- 使用索引
• name                 -- 使用索引
• email                 -- 不使用索引

注意：对于同时搜索n个条件时，组合索引的性能好于多个单一索引合并。

3、相关命令

-- 查看表结构
    desc 表名
 
-- 查看生成表的SQL
    show create table 表名
 
-- 查看索引
    show index from  表名
 
-- 查看执行时间
    set profiling = 1;
    SQL...
    show profiles;

4、正确使用索引

　　数据库表中添加索引后确实会让查询速度起飞，但前提必须是正确的使用索引来查询，如果以错误的方式使用，则即使建立索引也会不奏效。

即使建立索引，索引也不会生效：

--like '%xx'
    select * from tb1 where name like '%cn';
--使用函数
    select * from tb1 where reverse(name) = 'xiaoming';
- or
    select * from tb1 where nid = 1 or email = '8888888@qq.com';
    特别的：当or条件中有未建立索引的列才失效，以下会走索引
            select * from tb1 where nid = 1 or name = 'xiaoming';
            select * from tb1 where nid = 1 or email = '8888888@qq.com' and name = 'sb'
--类型不一致
    如果列是字符串类型，传入条件是必须用引号引起来，不然...
    select * from tb1 where name = 999;
- !=
    select * from tb1 where name != 'sb'
    特别的：如果是主键，则还是会走索引
        select * from tb1 where nid != 123
- >
    select * from tb1 where name > 'sb'
    特别的：如果是主键或索引是整数类型，则还是会走索引
        select * from tb1 where nid > 123
        select * from tb1 where num > 123
-- order by
    select email from tb1 order by name desc;
    当根据索引排序时候，选择的映射如果不是索引，则不走索引
    特别的：如果对主键排序，则还是走索引：
        select * from tb1 order by nid desc;
 
--组合索引最左前缀
    如果组合索引为：(name,email)
    name and email       -- 使用索引
    name                 -- 使用索引
    email                -- 不使用索引

5、其他注意事项

--避免使用select *

--count(1)或count(列) 代替 count(*)

-- 创建表时尽量时 char 代替 varchar

--表的字段顺序固定长度的字段优先

--组合索引代替多个单列索引（经常使用多个条件查询时）

-- 尽量使用短索引
如果你的一个字段是Char(32)或者int(32),在创建索引的时候指定前缀长度 比如前10个字符 (前提是多数值是唯一的..)那么短索引可以提高查询速度,并且可以减少磁盘的空间,也可以减少I/0操作.

-- 使用连接（JOIN）来代替子查询(Sub-Queries)

-- 连表时注意条件类型需一致

-- 索引散列值（重复少）不适合建索引，例：性别不适合

--索引不会包含NULL列,如果列中包含NULL值都将不会被包含在索引中,复合索引中如果有一列含有NULL值那么这个组合索引都将失效,一般需要给默认值0或者 ' '字符串

--不要在列上进行运算,这样会使得mysql索引失效,也会进行全表扫描

limit分页

　　在查询数据库的时，有时候由于要查询很大的数据，所以这时候需要分批去取数据库表中的全部数据来进行处理，最简单的方法就是使用分页查询语句：MySQL的LIMIT语句是满足这个要求的。

　　LIMIT 子句可以被用于强制 SELECT 语句返回指定的记录数。LIMIT 接受一个或两个数字参数。参数必须是一个整数常量。如果给定两个参数，第一个参数指定第一个返回记录行的偏移量，第二个参数指定返回记录行的最大数目

一般来说我们通过这样来查询指定的数据

SELECT * FROM tb1 LIMIT 1000000, 10;

但是现在的数据达到百万级的，这样写会非常的慢，

 limit查询优化

方法一：

通过子查询的方式来提高分页效率

select * from tbl where nid > (select nid from tb1 limit 1000000,1) limit 10

没优化前是直接全表扫描去取数据，现在是只扫描索引表再去取数据。但是优化效果不大，只是快了一些罢了。

方法二：

显示为“上一页  5 6 7 8 下一页”这种类型

--上一页
　　select * from tb1 where nid > 当前页最大值 order by nid asc limit 10

-下一页
　　select * from tb1 where nid < 当前页最小值 order by nid desc limit 10

页码跳转

-- 向前跳转：
    select 
        * 
    from 
        tb1 
    where 
        nid < (select nid from (select nid from tb1 where nid > 当前页最大值 order by nid asc limit 每页数据 *【当前页-页码】) as A order by A.nid asc limit 1)  
    order by 
        nid desc 
    limit 10;
--向后跳转 
select 
        * 
    from 
        tb1 
    where 
        nid < (select nid from (select nid from tb1 where nid < 当前页最小值 order by nid desc limit 每页数据 *【页码-当前页】) as A order by A.nid asc limit 1)  
    order by 
        nid desc 
    limit 10;

　　这种的优化效果就显著很多了。

执行计划

explain + 查询SQL - 用于显示SQL执行信息参数，根据参考信息可以进行SQL优化

mysql> explain select * from tb2;
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
|  1 | SIMPLE      | tb2   | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 | NULL  |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

id
        查询顺序标识
            如：mysql> explain select * from (select nid,name from tb1 where nid < 10) as B;
            +----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+
            | id | select_type | table      | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows | Extra       |
            +----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+
            |  1 | PRIMARY     | <derived2> | ALL   | NULL          | NULL    | NULL    | NULL |    9 | NULL        |
            |  2 | DERIVED     | tb1        | range | PRIMARY       | PRIMARY | 8       | NULL |    9 | Using where |
            +----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+
        特别的：如果使用union连接气值可能为null


    select_type
        查询类型
            SIMPLE          简单查询
            PRIMARY         最外层查询
            SUBQUERY        映射为子查询
            DERIVED         子查询
            UNION           联合
            UNION RESULT    使用联合的结果
            ...
    table
        正在访问的表名


    type
        查询时的访问方式，性能：all < index < range < index_merge < ref_or_null < ref < eq_ref < system/const
            ALL             全表扫描，对于数据表从头到尾找一遍
                            select * from tb1;
                            特别的：如果有limit限制，则找到之后就不在继续向下扫描
                                   select * from tb1 where email = 'seven@live.com'
                                   select * from tb1 where email = 'seven@live.com' limit 1;
                                   虽然上述两个语句都会进行全表扫描，第二句使用了limit，则找到一个后就不再继续扫描。

            INDEX           全索引扫描，对索引从头到尾找一遍
                            select nid from tb1;

            RANGE          对索引列进行范围查找
                            select *  from tb1 where name < 'alex';
                            PS:
                                between and
                                in
                                >   >=  <   <=  操作
                                注意：!= 和 > 符号


            INDEX_MERGE     合并索引，使用多个单列索引搜索
                            select *  from tb1 where name = 'alex' or nid in (11,22,33);

            REF             根据索引查找一个或多个值
                            select *  from tb1 where name = 'seven';

            EQ_REF          连接时使用primary key 或 unique类型
                            select tb2.nid,tb1.name from tb2 left join tb1 on tb2.nid = tb1.nid;



            CONST           常量
                            表最多有一个匹配行,因为仅有一行,在这行的列值可被优化器剩余部分认为是常数,const表很快,因为它们只读取一次。
                            select nid from tb1 where nid = 2 ;

            SYSTEM          系统
                            表仅有一行(=系统表)。这是const联接类型的一个特例。
                            select * from (select nid from tb1 where nid = 1) as A;
    possible_keys
        可能使用的索引

    key
        真实使用的

    key_len
        MySQL中使用索引字节长度

    rows
        mysql估计为了找到所需的行而要读取的行数 ------ 只是预估值

    extra
        该列包含MySQL解决查询的详细信息
        “Using index”
            此值表示mysql将使用覆盖索引，以避免访问表。不要把覆盖索引和index访问类型弄混了。
        “Using where”
            这意味着mysql服务器将在存储引擎检索行后再进行过滤，许多where条件里涉及索引中的列，当（并且如果）它读取索引时，就能被存储引擎检验，因此不是所有带where子句的查询都会显示“Using where”。有时“Using where”的出现就是一个暗示：查询可受益于不同的索引。
        “Using temporary”
            这意味着mysql在对查询结果排序时会使用一个临时表。
        “Using filesort”
            这意味着mysql会对结果使用一个外部索引排序，而不是按索引次序从表里读取行。mysql有两种文件排序算法，这两种排序方式都可以在内存或者磁盘上完成，explain不会告诉你mysql将使用哪一种文件排序，也不会告诉你排序会在内存里还是磁盘上完成。
        “Range checked for each record(index map: N)”
            这个意味着没有好用的索引，新的索引将在联接的每一行上重新估算，N是显示在possible_keys列中索引的位图，并且是冗余的。

慢日志查询

a、配置MySQL自动记录慢日志

　　log_output=’FILE’                  表示将日志存入文件  log_output：日志存储方式，默认值是’FILE’

　　slow_query_log = OFF                            是否开启慢日志记录
　　long_query_time = 2                              时间限制，超过此时间，则记录
　　slow_query_log_file = /usr/slow.log        日志文件
　　log_queries_not_using_indexes = OFF     为使用索引的搜索是否记录

注：查看当前配置信息：
　　     show variables like '%query%'
     修改当前配置：
　　　　set global 变量名 = 值

b、查看MySQL慢日志

mysqldumpslow -s at -a  /usr/local/var/mysql/MacBook-Pro-3-slow.log

"""
--verbose    版本
--debug      调试
--help       帮助
 
-v           版本
-d           调试模式
-s ORDER     排序方式
             what to sort by (al, at, ar, c, l, r, t), 'at' is default
              al: average lock time
              ar: average rows sent
              at: average query time
               c: count
               l: lock time
               r: rows sent
               t: query time
-r           反转顺序，默认文件倒序拍。reverse the sort order (largest last instead of first)
-t NUM       显示前N条just show the top n queries
-a           不要将SQL中数字转换成N，字符串转换成S。don't abstract all numbers to N and strings to 'S'
-n NUM       abstract numbers with at least n digits within names
-g PATTERN   正则匹配；grep: only consider stmts that include this string
-h HOSTNAME  mysql机器名或者IP；hostname of db server for *-slow.log filename (can be wildcard),
             default is '*', i.e. match all
-i NAME      name of server instance (if using mysql.server startup script)
-l           总时间中不减去锁定时间；don't subtract lock time from total time
"""