MySQL 索引详解

MySQL 索引

作用:约束+加速查找

一.索引分类:

1.普通索引:加速查找
2.主键索引:加速查找 + 约束(不能为空) + 唯一
3.唯一索引:加速查找 + 唯一
4.联合索引(多列)
    - 联合主键索引
    - 联合唯一索引
    - 联合普通索引
'''
前三个是单列(字段)索引
'''

二.索引特点:

无索引:从前到后依次查找,速度慢,浪费时间

有索引:会创建关联索引字段的额外文件(某种格式),当按该索引字段查找数据时,会先到该文件查找数据在表的那个位置,再到表中定位到数据

#不同的存储引擎支持的索引类型也不一样
InnoDB 支持事务，支持行级别锁定，支持 B-tree、Full-text 等索引，不支持 Hash 索引；
MyISAM 不支持事务，支持表级别锁定，支持 B-tree、Full-text 等索引，不支持 Hash 索引；
Memory 不支持事务，支持表级别锁定，支持 B-tree、Hash 等索引，不支持 Full-text 索引；
NDB 支持事务，支持行级别锁定，支持 Hash 索引，不支持 B-tree、Full-text 等索引；
Archive 不支持事务，支持表级别锁定，不支持 B-tree、Hash、Full-text 等索引；

三.索引格式种类

hash索引:会将索引字段的数据转换成hash值,每个hash值都绑定了对应数据的存储地址

# 缺点:因为hash数值是随机生成的,导致了存在hash索引表中的数据的无序,所以如果当你要查找id大于5(范围)的数据时,就会慢了
# 优点:找单值速度快

btree索引(******):

 

如上图，是一颗b+树，关于b+树的定义可以参见B+树，这里只说一些重点，浅蓝色的块我们称之为一个磁盘块，可以看到每个磁盘块包含几个数据项（深蓝色所示）和指针（黄色所示），如磁盘块1包含数据项17和35，包含指针P1、P2、P3，P1表示小于17的磁盘块，P2表示在17和35之间的磁盘块，P3表示大于35的磁盘块。真实的数据存在于叶子节点即3、5、9、10、13、15、28、29、36、60、75、79、90、99。非叶子节点只不存储真实的数据，只存储指引搜索方向的数据项，如17、35并不真实存在于数据表中。

b+树的查找过程

如图所示，如果要查找数据项29，那么首先会把磁盘块1由磁盘加载到内存，此时发生一次IO，在内存中用二分查找确定29在17和35之间，锁定磁盘块1的P2指针，内存时间因为非常短（相比磁盘的IO）可以忽略不计，通过磁盘块1的P2指针的磁盘地址把磁盘块3由磁盘加载到内存，发生第二次IO，29在26和30之间，锁定磁盘块3的P2指针，通过指针加载磁盘块8到内存，发生第三次IO，同时内存中做二分查找找到29，结束查询，总计三次IO。真实的情况是，3层的b+树可以表示上百万的数据，如果上百万的数据查找只需要三次IO，性能提高将是巨大的，如果没有索引，每个数据项都要发生一次IO，那么总共需要百万次的IO，显然成本非常非常高。

b+树性质

1.索引字段要尽量的小：通过上面的分析，我们知道IO次数取决于b+数的高度h，假设当前数据表的数据为N，每个磁盘块的数据项的数量是m，则有h=㏒(m+1)N，当数据量N一定的情况下，m越大，h越小；而m = 磁盘块的大小 / 数据项的大小，磁盘块的大小也就是一个数据页的大小，是固定的，如果数据项占的空间越小，数据项的数量越多，树的高度越低。这就是为什么每个数据项，即索引字段要尽量的小，比如int占4字节，要比bigint8字节少一半。这也是为什么b+树要求把真实的数据放到叶子节点而不是内层节点，一旦放到内层节点，磁盘块的数据项会大幅度下降，导致树增高。当数据项等于1时将会退化成线性表。
2.索引的最左匹配特性：当b+树的数据项是复合的数据结构，比如(name,age,sex)的时候，b+数是按照从左到右的顺序来建立搜索树的，比如当(张三,20,F)这样的数据来检索的时候，b+树会优先比较name来确定下一步的所搜方向，如果name相同再依次比较age和sex，最后得到检索的数据；但当(20,F)这样的没有name的数据来的时候，b+树就不知道下一步该查哪个节点，因为建立搜索树的时候name就是第一个比较因子，必须要先根据name来搜索才能知道下一步去哪里查询。比如当(张三,F)这样的数据来检索时，b+树可以用name来指定搜索方向，但下一个字段age的缺失，所以只能把名字等于张三的数据都找到，然后再匹配性别是F的数据了， 这个是非常重要的性质，即索引的最左匹配特性。

四.创建索引:

优点:查询速度快(命中索引)
缺点:更新,删除数据变慢,因为要重新编排索引文件

1.创建普通索引: 
方式一:
    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)
)
方式二:
    create index ix_name on 表名(emil);  # 给emil字段创建索引,取名ix_name
删除普通索引: 
    drop index ix_name on 表名  
查看索引:
    show index from table_name;
'''
ps: 创建索引会创建额外的文件占用硬盘空间
'''

2.创建唯一索引
方式一:
    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)
)
方式二:
    create unique index 索引名 on 表名(列名)
删除唯一索引
    drop unique index 索引名 on 表名

3.创建主键索引
方式一:
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)
)
​
方式二:
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)
)
方式三:
    alter table 表名 add primary key(列名);
删除主键索引:
    1.alter table 表名 drop primary key;
    2.alter table 表名  modify  列名 int, drop primary key;

4.创建组合索引
方式一:
    create table in3(
    nid int not null auto_increment primary key,
    name varchar(32) not null,
    email varchar(64) not null,
    extra text
)
方式二:
    create index ix_name_email on in3(name,email);
'''
其应用场景为：频繁的同时使用n列来进行查询，如：where name = 'xionger' and email = 666@qq.com。
'''
补充:
最左前缀匹配:
create index ix_name_email on userinfo(name,email);
​
select * from userinfo where name='xionger';  # 走索引
select * from userinfo where name='xionger' and emil='111@qq.com';  # 走索引
select * from userinfo where emil='111@qq,com';  # 不走索引

五.覆盖索引:

在额外的索引文件中就把要查找的数据拿到

例: id为一张表的索引字段
    select * from userinfo where id = 666;  
    select id from userinfo where id = 666;  # 覆盖索引  

六.合并索引:

把多个单列索引合并着使用

例:id和emil是一张表的两个单列索引
    select * from userinfo where id = 666 and emil = 111@qq.com;
补充: 
    组合(联合)索引效率 > 合并索引

七.补充:

全文索引:

会将所有的字段都生成索引,但在生长的时候不会这么做,会借助第三方数据库操作

正确使用索引(命中索引):

例: id 和 emil 是一张表中的两个单列索引
- like '%xx'  # 数据量小可以使用,数据量多避免使用,可以使用第三方工具
    select * from tb1 where name like '%cn';
- 避免使用函数
    select * from tb1 where reverse(name) = 'wupeiqi';
- or
    select * from tb1 where nid = 1 or email = 'seven@live.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 = 'seven';  # 不走索引
            select * from tb1 where nid = 1 or email = 'seven@live.com' and name = 'alex'  # 走索引
- 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 != 'alex'
    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 > 'alex'
    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

创建局部索引

create index ix_name on 表名(字段(4))  # 其中4表示取该字段数据的前4个字符做索引
需要用局部索引的类型:
    text

其他注意

- 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
- 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