深入浅出Mysql索引的那些事儿

发布于: 2020 年 05 月 28 日

一.索引的作用

一般的应用系统,读写比例在10:1左右,而且插入操作和一般的更新操作很少出现性能问题,遇到最多的,也是最容易出问题的,还是一些复杂的查询操作,所以查询语句的优化显然是重中之重。

在数据量和访问量不大的情况下,mysql访问是非常快的,是否加索引对访问影响不大。但是当数据量和访问量剧增的时候,就会发现mysql变慢,甚至down掉,这就必须要考虑优化sql了,给数据库建立正确合理的索引,是mysql优化的一个重要手段。

索引的目的在于提高查询效率,可以类比字典,如果要查“mysql”这个单词,我们肯定需要定位到m字母,然后从上往下找到y字母,再找到剩下的sql。如果没有索引,那么你可能需要把所有单词看一遍才能找到你想要的。除了词典,生活中随处可见索引的例子,如火车站的车次表、图书的目录等。它们的原理都是一样的,通过不断的缩小想要获得数据的范围来筛选出最终想要的结果,同时把随机的事件变成顺序的事件,也就是我们总是通过同一种查找方式来锁定数据。

在创建索引时,需要考虑哪些列会用于 SQL 查询,然后为这些列创建一个或多个索引。事实上,索引也是一种表,保存着主键或索引字段,以及一个能将每个记录指向实际表的指针。数据库用户是看不到索引的,它们只是用来加速查询的。数据库搜索引擎使用索引来快速定位记录。

INSERT 与 UPDATE 语句在拥有索引的表中执行会花费更多的时间,而SELECT 语句却会执行得更快。这是因为,在进行插入或更新时,数据库也需要插入或更新索引值。

二.索引的创建、删除

索引的类型:

  • UNIQUE(唯一索引):不可以出现相同的值,可以有NULL值

  • INDEX(普通索引):允许出现相同的索引内容

  • PROMARY KEY(主键索引):不允许出现相同的值

  • fulltext index(全文索引):可以针对值中的某个单词,但效率确实不敢恭维

  • 组合索引:实质上是将多个字段建到一个索引里,列值的组合必须唯一

温馨提示:根据《阿里巴巴Java开发手册》里的mysql规约,唯一索引建议命名为uk_字段名,普通索引名则为idx_字段名。(uk即unique key; idx即index的简称)。

(1)使用ALTER TABLE语句创建索性

应用于表创建完毕之后再添加。

ALTER TABLE 表名 ADD 索引类型 (unique,primary key,fulltext,index)[索引名](字段名)

//普通索引
alter table table_name add index index_name (column_list) ;
//唯一索引
alter table table_name add unique (column_list) ;
//主键索引
alter table table_name add primary key (column_list) ;

ALTER TABLE可用于创建普通索引、UNIQUE索引和PRIMARY KEY索引3种索引格式,tablename是要增加索引的表名,columnlist指出对哪些列进行索引,多列时各列之间用逗号分隔。索引名index_name可选,缺省时,MySQL将根据第一个索引列赋一个名称。另外,ALTER TABLE允许在单个语句中更改多个表,因此可以同时创建多个索引。

(2)使用CREATE INDEX语句对表增加索引

CREATE INDEX可用于对表增加普通索引或UNIQUE索引,可用于建表时创建索引。

CREATE INDEX index_name ON table_name(username(length));

如果是CHAR,VARCHAR类型,length可以小于字段实际长度;如果是BLOB和TEXT类型,必须指定 length。

//只能添加这两种索引;
CREATE INDEX index_name ON table_name (column_list)
CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name (column_list)

tablename、indexname和column_list具有与ALTER TABLE语句中相同的含义,索引名不可选。另外,不能用CREATE INDEX语句创建PRIMARY KEY索引。

(3)删除索引

删除索引可以使用ALTER TABLE或DROP INDEX语句来实现。DROP INDEX可以在ALTER TABLE内部作为一条语句处理,其格式如下:

drop index index_name on table_name ;
alter table table_name drop index index_name ;
alter table table_name drop primary key ;

其中,在前面的两条语句中,都删除了tablename中的索引indexname。而在最后一条语句中,只在删除PRIMARY KEY索引中使用,因为一个表只可能有一个PRIMARY KEY索引,因此不需要指定索引名。如果没有创建PRIMARY KEY索引,但表具有一个或多个UNIQUE索引,则MySQL将删除第一个UNIQUE索引。

如果从表中删除某列,则索引会受影响。对于多列组合的索引,如果删除其中的某列,则该列也会从索引中删除。如果删除组成索引的所有列,则整个索引将被删除。

(4) 组合索引与前缀索引

在这里要指出,组合索引和前缀索引是对建立索引技巧的一种称呼,并不是索引的类型。为了更好的表述清楚,建立一个demo表如下。

create table USER_DEMO
(
ID int not null auto_increment comment '主键',
LOGIN_NAME varchar(100) not null comment '登录名',
PASSWORD varchar(100) not null comment '密码',
CITY varchar(30) not null comment '城市',
AGE int not null comment '年龄',
SEX int not null comment '性别(0:女 1:男)',
primary key (ID)
);

为了进一步榨取mysql的效率,就可以考虑建立组合索引,即将LOGIN_NAME,CITY,AGE建到一个索引里:

ALTER TABLE USER_DEMO ADD INDEX name_city_age (LOGIN_NAME(16),CITY,AGE);

建表时,LOGIN_NAME长度为100,这里用16,是因为一般情况下名字的长度不会超过16,这样会加快索引查询速度,还会减少索引文件的大小,提高INSERT,UPDATE的更新速度。

如果分别给LOGIN_NAME,CITY,AGE建立单列索引,让该表有3个单列索引,查询时和组合索引的效率是大不一样的,甚至远远低于我们的组合索引。虽然此时有三个索引,但mysql只能用到其中的那个它认为似乎是最有效率的单列索引,另外两个是用不到的,也就是说还是一个全表扫描的过程。

建立这样的组合索引,就相当于分别建立如下三种组合索引:

LOGIN_NAME,CITY,AGE
LOGIN_NAME,CITY
LOGIN_NAME

为什么没有CITY,AGE等这样的组合索引呢?这是因为mysql组合索引“最左前缀"的结果。简单的理解就是只从最左边的开始组合,并不是只要包含这三列的查询都会用到该组合索引。也就是说namecityage(LOGIN_NAME(16),CITY,AGE)从左到右进行索引,如果没有左前索引,mysql不会执行索引查询。

如果索引列长度过长,这种列索引时将会产生很大的索引文件,不便于操作,可以使用前缀索引方式进行索引,前缀索引应该控制在一个合适的点,控制在0.31黄金值即可(大于这个值就可以创建)。

SELECT COUNT(DISTINCT(LEFT(`title`,10)))/COUNT(*) FROM Arctic; -- 这个值大于0.31就可以创建前缀索引,Distinct去重复
ALTER TABLE `user` ADD INDEX `uname`(title(10)); -- 增加前缀索引SQL,将人名的索引建立在10,这样可以减少索引文件大小,加快索引查询速度

三.索引的使用及注意事项

EXPLAIN可以帮助开发人员分析SQL问题,explain显示了mysql如何使用索引来处理select语句以及连接表,可以帮助选择更好的索引和写出更优化的查询语句。

使用方法,在select语句前加上Explain就可以了:

简要说明下:

以上字段中type字段是非常重要的,表的连接类型如下:

尽量避免这些不走索引的sql:

SELECT name,phone FROM `user` WHERE `age`+10=30; -- 不会使用索引,因为所有索引列参与了计算
SELECT name,phone FROM `user` WHERE LEFT(`date`,4) <1990; -- 不会使用索引,因为使用了函数运算,原理与上面相同
SELECT * FROM `user` WHERE `name` LIKE'后盾%' -- 走索引
SELECT * FROM `user` WHERE `name` LIKE "%后盾%" -- 不走索引
-- 正则表达式不使用索引,这应该很好理解,所以为什么在SQL中很难看到regexp关键字的原因
-- 字符串与数字比较不使用索引;
CREATE TABLE `a` (`a` char(10));
EXPLAIN SELECT * FROM `a` WHERE `a`="1" -- 走索引
EXPLAIN SELECT * FROM `a` WHERE `a`=1 -- 不走索引
select * from dept where dname='xxx' or loc='xx' or deptno=45 --如果条件中有or,即使其中有条件带索引也不会使用。换言之,就是要求使用的所有字段,都必须建立索引, 我们建议大家尽量避免使用or 关键字
-- 如果mysql估计使用全表扫描要比使用索引快,则不使用索引

索引虽然好处很多,但过多的使用索引可能带来相反的问题,索引也是有缺点的:

  • 虽然索引大大提高了查询速度,同时却会降低更新表的速度,如对表进行INSERT,UPDATE和DELETE。因为更新表时,mysql不仅要保存数据,还要保存一下索引文件

  • 建立索引会占用磁盘空间的索引文件。一般情况这个问题不太严重,但如果你在要给大表上建了多种组合索引,索引文件会膨胀很宽

索引只是提高效率的一个方式,如果mysql有大数据量的表,就要花时间研究建立最优的索引,或优化查询语句。

尽可能的使用主键查询,因为主键查询不会触发回表查询,能节省一部分时间,变相提高了查询的性能。

使用索引时,有一些技巧

  1. 索引不会包含有NULL的列

只要列中包含有NULL值,都将不会被包含在索引中,复合索引中只要有一列含有NULL值,那么这一列对于此复合索引就是无效的。

  1. 使用短索引

对串列进行索引,如果可以就应该指定一个前缀长度。例如,如果有一个char(255)的列,如果在前10个或20个字符内,多数值是唯一的,那么就不要对整个列进行索引。短索引不仅可以提高查询速度而且可以节省磁盘空间和I/O操作。

  1. 索引列排序

mysql一张表查询只能用到一个索引。因此如果where子句中已经使用了索引的话,那么order by中的列是不会使用索引的。因此数据库默认排序可以符合要求的情况下不要使用排序操作,尽量不要包含多个列的排序,如果需要最好给这些列建复合索引。这一点是很多程序猿容易忽略的,如where子句的字段建了索引,排序的字段建了索引,但是分开建的,以为会走索引,其实这样的话排序的字段不会使用索引的,除非建复合索引,切记。

  1. like语句操作

一般情况下不鼓励使用like操作,如果非使用不可,注意正确的使用方式。like '%aaa%'不会使用索引,而like 'aaa%'可以使用索引。

  1. 不要在列上进行运算

  1. 不使用NOT IN 、<>、!=操作,但<,<=,=,>,>=,BETWEEN,IN是可以用到索引的。

  1. 索引要建立在经常进行select操作的字段上。

这是因为,如果这些列很少用到,那么有无索引并不能明显改变查询速度。相反,由于增加了索引,反而降低了系统的维护速度和增大了空间需求。

  1. 索引要建立在值比较唯一的字段上。

  1. 对于那些定义为text、image和bit数据类型的列不应该增加索引。因为这些列的数据量要么相当大,要么取值很少。

  1. 在where和join中出现的列需要建立索引。

  1. where的查询条件里有不等号(where column != ...),mysql将无法使用索引。

  1. 如果where字句的查询条件里使用了函数(如:where DAY(column)=...),mysql将无法使用索引。

  1. 在join操作中(需要从多个数据表提取数据时),mysql只有在主键和外键的数据类型相同时才能使用索引,否则即使建立了索引也不会使用。这一点很容易忽略,切记,切记,切记!

  1. 在进行联表查询时,建立关联的表的字段类型最好一样且长度一致,这样能更好的发挥索引的作用。

  1. 组合索引时切记此条约束:组合索引中有多个字段,其中一个字段是有范围判断,则需将此字段在最后面。如

ALTER TABLE USERDEMO ADD INDEX nameage (NAME,AGE);

因为age会有范围判断,则建组合索引时将AGE字段放在后面。

  1. 字符集字段比较,UTF8与UTF-BIN联合查询是不能走索引的。

如某张表的orderno字段类型为varchar(50),另一张表的orderno字段类型为varchar(50) COLLATE utf8_BIN。则此时联合查询时不能走索引的,切记。

即两张表的字段类型如下:

order_no varchar(50) COLLATE utf8_bin NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '订单号';
order_no varchar(50) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '订单号';

  1. 以下几种情况不适合建索引:

- 表记录太少

- 经常插入、删除、修改的表

- 更新非常频繁的字段不适合创建索引

- 数据重复且分布平均的表字段。如一个表有10万行记录,其中字段column1只有A和B两种值,且每个值的分布概率大约为50%,那么对这种表column1字段建索引一般不会提高数据库的查询速度。

- 较频繁的查询字段应该创建索引

- 唯一性太差的字段不适合单独创建索引,即使该字段频繁作为查询条件

  1. 给表创建主键,对于没有主键的表,在查询和索引定义上有一定的影响。

  1. 避免表字段为null,建议设置默认值(如int类型设置默认值为0),这样在索引查询上,效率会高很多。

  1. 关于order by的索引问题重点说下:

- 无条件查询如果只有order by createtime,即便createtime上有索引,也不会使用到。

因为优化器认为走二级索引再去回表成本比全表扫描排序更高,所以选择走全表扫描。

- 无条件查询但是order by create_time limit m,如果m值较小,是可以走索引的。

因为优化器认为根据索引有序性去回表查数据,然后得到m条数据,就可以终止循环,

那么成本比全表扫描小,则选择走二级索引。

即便没有二级索引,mysql针对order by limit也做了优化,采用堆排序。

- order by排序分为file sort和index,index的效率更高。但以下情况不会使用index排序:

- 检查的行数过多,并且没有使用覆盖索引

- 使用了多个索引,mysql一次只会采用一个索引

- where和order by使用了不同的索引,与上一条类似

- order by中加入了非索引列,且非索引列不在where中

- 当使用left join,使用右边的表字段排序

  1. 优化子查询

尽量使用join语句来替代子查询。因为子查询是嵌套查询,而嵌套查询会新建一张临时表,而临时表的创建和销毁会占用一定的系统资源,也花费一定的时间。但join语句并不会创建临时表,因此性能会高一点。

  1. 留意查询结果集

尽量使用小表驱动大表的方式进行查询。也就是如果B表的数据小于A表的数据,那执行的顺序就是先查B表再查A表。

  1. 适当增加冗余字段

增加冗余字段可以减少大量的连表查询,因为多张表的连表查询性能很低,所以可以适当的增加冗余字段,以减少多张表的关联查询,这就是用空间换时间的优化策略。

参考:

http://dev.mysql.com/doc/refman/5.5/en/explain-output.html

发布于: 2020 年 05 月 28 日 阅读数: 3
用户头像

猿人谷

关注

技术成长,没有捷径,唯有积累 2018.04.25 加入

https://yuanrengu.com/

评论

发布
暂无评论
深入浅出Mysql索引的那些事儿