MySQL数据库之索引的应用
前面几篇文章详细介绍了MySQL数据库的DML，DDL，DCL，DQL经常使用操做，本篇文章将介绍MySQL中一块对于开发和维护都比较重要的内容--MySQL索引的应用！
一、索引的做用
（1）若是索引为惟一索引，能够保证数据库中每一行数据的惟一性
（2）索引若是建立的合适，会大幅度提升数据库的查询性能，这也是索引最大的做用
（3）索引可以使得在查询过程当中，使用到数据库的查询优化器，极大提升系统的性能mysql
二、索引的分类
（1）按照数据结构和使用的算法划分：算法
B+Tree索引sql
内部实现采用了B+Tree数据结构，数据所有存在叶子节点上。本质上是一棵平衡排序树，由二叉树进化而来，各个叶结点由指针相连，按照从左到右的顺序读取叶子结点上的数据，会获得一个有序的数列。
Hash索引数据库
内部实现采用了Hash算法，数据的保存方式为一对一，一个键对应一条惟一的记录，相似于Redis或者Memcached中的K-V存储结构。
R-Tree索引服务器
内部实现采用了R-Tree数据结构，R-Tree是一种空间索引的数据结构，它是B树向多维空间发展的另一种形式，在地理位置测绘领域有所应用，其余场景几乎没有应用，了解便可。
（2）按照类型划分：数据结构
普通索引性能
普通索引是一种最基本的索引，只是为了提升数据的查询效率，也是开发中使用比较多的一种索引，容许索引列重复。
主键索引测试
用来惟一标识数据库中的一条记录，经常使用于保证数据库中记录的参照完整性，既不可为空，也不能重复。
惟一索引优化
用来惟一标识数据库中的一条记录，可是与主键索引稍有不一样，惟一索引容许索引列的值为空，可是不容许索引列的值发生重复。
联合索引/组合索引搜索引擎
指在数据库表中的某几个字段上同时创建的索引，即：这个索引会关联不止一个列。使用的时候须要特别注意，这种索引遵循最左前缀匹配规则，在下面的索引使用中会详细介绍。
全文索引
用来完成某一段文字中的关键字查找，能够简单理解为like的增强版，不过使用方法和like不一样，全文索引比较像一个搜索引擎。它目前支持的数据类型有：char，varchar和text类型。
三、索引的建立和查看
（1）索引的建立
语法：
方法一：使用CREATE INDEX方法
CREATE <unique> INDEX index_name ON table_name(<field1,field2,...>);
方法二：使用修改表结构的方法
ALTER TABLE table_name ADD <unique> INDEX index_name ON table_name(<field1,field2,...>);
方法三：在建立表的时候指定
CREATE TABLE table_name (
field1 INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
field2 INT ,
field3 INT ,
PRIMARY KEY(field_name),
UNIQUE index_name(field(len)),
INDEX index_name(field(len))
);
示例：
示例1：建立一张t_user测试表，字段包含：[id（主键），user_no（用户编号），login_name（登陆名称），login_pass（登陆密码），phone（手机号）]，要求：id做为主键，user_no列上创建惟一索引，login_name和login_pass两个列上创建联合索引，phone列上创建普通索引：
方法一：建立表的时候指定
mysql> USE test;
mysql> CREATE TABLE t_user(
id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
user_no VARCHAR(30) NOT NULL,
login_name VARCHAR(50) NOT NULL,
login_pass VARCHAR(50) NOT NULL,
phone VARCHAR(15) NOT NULL,
PRIMARY KEY(id), #主键索引
UNIQUE user_no_ind(user_no), #惟一索引
INDEX name_pass_ind(login_name,login_pass), #联合索引
INDEX phone_ind(phone) #普通索引
)ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = UTF8;
方法二：使用CREATE INDEX建立索引，此种方式不能建立主键索引
mysql> USE test;
#建立表的时候先不指定索引：
mysql> CREATE TABLE t_user(
id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
user_no VARCHAR(30) NOT NULL,
login_name VARCHAR(50) NOT NULL,
login_pass VARCHAR(50) NOT NULL,
phone VARCHAR(15) NOT NULL,
PRIMARY KEY (id)
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = UTF8;
#使用CREATE INDEX命令建立表上的索引
mysql> CREATE UNIQUE INDEX user_no_ind ON t_user(user_no);
mysql> mysql> CREATE INDEX name_pass_ind ON t_user(login_name,login_pass);
mysql> CREATE INDEX phone_ind ON t_user(phone);
方法三：使用ALTER TABLE修改表结构的方式建立索引
mysql> USE test;
#建立表结构
mysql> CREATE TABLE t_user(
id INT NOT NULL,
user_no VARCHAR(30) NOT NULL,
login_name VARCHAR(50) NOT NULL,
login_pass VARCHAR(50) NOT NULL,
phone VARCHAR(15) NOT NULL
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = UTF8;
#使用ALTER TABLE命令建立索引
mysql> ALTER TABLE t_user ADD PRIMARY KEY(id);
mysql> ALTER TABLE t_user ADD UNIQUE INDEX user_no_ind(user_no);
mysql> ALTER TABLE t_user ADD INDEX name_pass_ind(login_name,login_pass);
mysql> ALTER TABLE t_user ADD INDEX phone_ind(phone);
示例2：建立一张帖子内容表，并在帖子内容列建立全文索引
方法一：建立表结构的时候指定索引
mysql> USE test;
mysql> CREATE TABLE t_note(
id BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
note_content TEXT NOT NULL,
create_time DATETIME,
PRIMARY KEY(id),
FULLTEXT(note_content) #添加全文索引
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = UTF8;
方法二：使用CREATE INDEX方式建立全文索引
mysql> USE test;
mysql> CREATE TABLE t_note(
id BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
note_content TEXT NOT NULL,
create_time DATETIME,
PRIMARY KEY(id)
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = UTF8;
#添加全文索引
mysql> CREATE FULLTEXT INDEX note_ind ON t_note(note_content);
方法三：使用ALTER TABLE修改表结构的方式建立全文索引
mysql> USE test;
mysql> CREATE TABLE t_note(
id BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
note_content TEXT NOT NULL,
create_time DATETIME,
PRIMARY KEY(id)
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = UTF8;
#添加全文索引
mysql> ALTER TABLE t_note ADD FULLTEXT note_ind(note_content);
（2）索引信息的查看
语法：
SHOW INDEX FROM table_name <WHERE key_name = ''>; SHOW INDEXES FROM table_name <WHERE key_name=''>; 注意：SHOW后面能够为INDEX或者INDEXES，可使用WHERE条件根据索引名称查看索引信息
示例：查看t_user表上所建立的索引
mysql> USE t_user;
mysql> SHOW INDEXES FROM t_user \G
*************************** 1. row ***************************
Table: t_user
Non_unique: 0
Key_name: PRIMARY
Seq_in_index: 1
Column_name: id
Collation: A
Cardinality: 0
Sub_part: NULL
Packed: NULL
Null:
Index_type: BTREE
Comment:
Index_comment:
...其余行略...
输出字段解释：
Table：索引所在的表名称 Non_unique：是否为非惟一的索引，对惟一索引和主键索引，此值为0，由于主键和惟一键必须惟一 Key_name：索引的名称 Seq_in_index：索引中该列的位置，在 Column_name：索引所在列的列名称 Collation：列使用哪一种方式存储在索引中，B+数索引老是A，表示排过序的。对于其余的如Hash索引，此处可能为NULL，由于Hash索引并未排序 Cardinality：索引中非胃一直的数目的估计值，一般用于优化器去判断是否查询时使本索引 Sub_part：是否只是用了列的一部分做为索引。好比：在某个很是长的字段上的前多少个字符上建立索引的状况 Packed：关键字如何被压缩，Null表示未被压缩 Null：索引的列中是否含有Null值，主键索引，此处为空，表示不含有Null值 Index_type：索引类型，InnoDB存储引擎，此处为B+树 Comment：索引列的注释 Index_comment：索引的注释
注意：上述字段中，Cardinality字段相对来讲比较重要，能够经过该字段来判断当前的索引是否最优，一般若是索引的利用率比较高的话，这个值会比较接近于表中的记录数，即：和表中的记录数接近于1:1，可是这个值并非实时维护，索引当相差比较大的时候，可使用"ANALYZE TABLE table_name"命令去更新下这个值，有利于优化器对索引使用的判断。
四、索引的修改和删除
（1）索引的删除
语法：
DROP INDEX index_name ON table_name;
示例：
示例1：删除t_user表中phone列上的phone_ind索引
mysql> USE test; mysql> DROP INDEX phone_ind ON t_user; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec) Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
示例2：删除t_user表中的id列上的主键索引
mysql> USE test; mysql> ALTER TABLE t_user DROP PRIMARY KEY; Query OK, 0 rows affected (0.19 sec) Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
（2）索引的修改
索引的修改过程实际上是先删除索引，在从新建立索引，能够按照上述的删除索引和建立索引步骤完成。
五、索引使用注意事项
（1）使用场景
a.业务场景中，读多写少的场景 b.SQL查询场景中，经常使用于WHERE语句以后的过滤条件；区分度大于80%；WHERE语句以后的过滤字段在过滤时不参与运算；
（2）如下的状况，对于有索引的列，查询时也不会使用索引
a.当优化器判断使用索引和不适用索引差异不大时，将不会使用索引，好比：性别列建立的索引
b.查询条件中发生计算，优化器将不使用索引，好比：WHERE SUBSTR(name,5) = 'BING'
c.查询条件中包含了隐士类型转换，好比：WHERE phone = 13520277199
d.反向查询不会使用索引，好比：!=,<>,NOT IN,NOT LIKE等，好比：WHERE name != 'BING';
e.LIKE的左模糊匹配，将不会使用索引，好比：WHERE name LIKE '%BING'，右匹配查询会走索引;
f.联合索引中，不知足左前缀规则，则MySQL不会使用索引。好比：对于name,pass,user_no列的联合索引，下述状况将不会使用索引：
WHERE pass = 'value'
WHERE user_no = 'value'
WHERE pass = '123' AND user_no = '123'
而以下的状况将会使用到索引：
WHERE name = 'bing'
WHERE name = 'bing' AND pass = '123';
WHERE name = 'bing' AND user_no = '021250';
WHERE pass = '123' AND name = 'bing';
WHERE name = 'bing' AND pass = '123' AND user_no = '021250';
g.某个带索引的列和不带索引的列中间使用OR链接，则带索引的列也不会使用索引，如：user_no列带有索引，phone_未带索引，则：
不会使用索引：WHERE user_no = '123' OR phone = '13520277898'
会使用索引：WHERE user_no = '123' AND phone = '15265648758'
h.若是在联合索引中有范围查询，若是字段之间使用OR链接，则整个查询条件不会使用索引，若是字段之间使用AND链接，则从第一个范围查询开始以后的条件都不会使用索引
好比：name,score,usre_no列上的联合索引，则：
不会使用索引：WHERE name = 'bing' OR score = 123 OR user_no = '02311';
不会使用索引：WHERE name = 'bing' AND score = 123 OR user_no = '01231';
会使用索引：WHERE name = 'bing' AND score = 123 AND user_no = '021321';
name列会使用索引，name以后的列不会使用索引：WHERE name = 'bing' AND score > 120 AND user_no = '021321';
六、执行计划查看
语法：
EXPLAIN <select statement>
示例：
示例1：查看t_user表上面的id列查询执行计划：
mysql> USER test;
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM t_user WHERE id = 1 \G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: t_user
type: const
possible_keys: PRIMARY
key: PRIMARY
key_len: 4
ref: const
rows: 1
Extra: NULL
1 row in set (0.00 sec)
输出字段说明：
id:查询编号，若是有多个大小相同的编号，则执行顺序为从上到下，若是大小相同，则编号大的先执行
select_type:表示查询类型，有如下几种值：
SIMPLE:表示该查询为一个简单查询，如上述的根据id查询就是一个简单查询
SUBQUERY:表示该查询是WHERE字句中的子查询
DERIVED:表示该查询是FROM字句中的子查询
PRIMARY:表示一个负责嵌套查询最外层的查询
UNION:表示UNION查询的第二个SELECT子查询
UNION RESULT:表示该结果是从UNION表中查询出的结果
table:表示查询时所关联的表
type:表示关联类型或者访问类型，常见的几种值以下：
ALL:表示未使用索引，扫描全表
index:表示扫描全部的索引，经过扫描索引树去定位全部待查询数据
range:表示按照索引的范围扫描，即：从某索引的某个位置开始，到索引的另一个位置结束，找出这个范围内每一个索引对应的数据，范围查询会出现range
ref:非惟一索引扫描，MySQL将返回匹配这个索引的全部行
eq_ref:惟一索引扫描，即：经过该索引只能定位到表中的一条数据，主键索引和惟一索引属于这种类型
possible_keys:查询优化器可能使用到的索引，可是不必定使用
key:查询优化器真正使用的索引
key_len:使用的索引长度，好比：在某个比较长的列上，一般只会给前多少个字符建立索引，这个长度就表示索引字符的长度
ref:表示表的链接匹配条件中，哪些列或者常量被用于查找索引列上的值。能够理解为若是要完成这个查询，须要关联其余表中的哪一个列或者常量
rows:要查询到目标数据，须要扫描的行数
Extra:其余额外信息，常见的有如下几种：
Using Where:表示查询结果须要在存储引擎层经过Where条件完成过滤
Using index:表示该Where条件的查询使用到了覆盖索引，即：该索引包括了知足查询全部数据的需求；
Using tempory:表示该查询使用到了临时表来存储中间结果集，一般在排序或者分组查询中会出现
Using filesort:表示该查询使用到了写磁盘的方式来存储结果集，出现这种状况，表示查询性能极差，已经发生了磁盘IO
以上的查询计划中主要关注的列：
type:查询类型，该列出现了ALL的查询类型，就表示查询语句有问题，须要根据索引使用的注意事项来排查 key:表示查询是否用到了索引，若是该列为NULL，表示索引未起到实际做用 rows:查询行数，若是特别大，和表中的数据条数相差不大，则表示索引利用率特别低，须要优化索引 Extra:若是发现有Using filesort，表示索引的效率特别差，已经发生了磁盘IO，须要排查对应的语句和索引使用状况
示例2：查询t_user表中id大于4的记录，观察其执行计划
mysql> USE test;
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM t_user WHERE id > 4\G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: t_user
type: range
possible_keys: PRIMARY
key: PRIMARY
key_len: 4
ref: NULL
rows: 1
Extra: Using where
1 row in set (0.00 sec)
从上述输出结果看出：type列为range，possible_keys和key都为PRIMARY，表示该查询使用到了范围查询，并且用到了主键索引。
示例3：查看t_user表中login_name列的索引使用状况
mysql> USE test;
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM t_user WHERE login_name = 'aaa' \G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: t_user
type: ref
possible_keys: name_pass_ind
key: name_pass_ind
key_len: 152
ref: const
rows: 1
Extra: Using index condition
1 row in set (0.00 sec)
由结果能够看出，login_name列的条件查询用到了login_name,login_pass列的联合索引。
示例4：查看t_user表中id最大的记录的执行计划
mysql> USE test;
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM t_user WHERE id = (SELECT MAX(id) FROM t_user) \G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: PRIMARY
table: t_user
type: const
possible_keys: PRIMARY
key: PRIMARY
key_len: 4
ref: const
rows: 1
Extra: NULL
*************************** 2. row ***************************
id: 2
select_type: SUBQUERY
table: NULL
type: NULL
possible_keys: NULL
key: NULL
key_len: NULL
ref: NULL
rows: NULL
Extra: Select tables optimized away
2 rows in set (0.00 sec)
由上述结果能够看出，位于WHERE以后的子查询的查询类型为SUBQUERY，直接查询最大id不会使用到索引。
七、索引优化
（1）对于主键索引，最好采用整型数字的格式，由于在普通索引中，索引树的叶子节点上存储的是主键索引的值，这个值若是过大，会致使普通索引会变的特别大
（2）在更新频繁的列上最好少建立索引，由于更新须要维护索引树，而这个维护过程是很耗时的
（3）建立联合索引时，应该考虑哪些组合列上的查询需求最大，从而肯定联合索引的顺序，由于联合索引有左前缀规则
（4）索引并非越多越好，索引若是过多，会致使磁盘大量浪费，并且在更新这些查询较少的列时，会产生很大的IO操做，形成服务器资源浪费
（5）索引能够在后期经过监控MySQL数据库中的慢SQL再来优化和添加。最好的办法仍是开始就考虑周全，建立好索引
（6）添加索引的时候，须要注意是否有慢SQL，若是有慢SQL，会阻塞索引的添加操做，一直处于等待中
至此，MySQL索引相关内容介绍完毕，理论性的东西较多，上述讲解理论的同时，也举了一些实际例子。内容比较丰富，若有不清楚的能够留言！下篇文章将开始介绍MySQL的维护篇多实例搭建，若有其它须要介绍的也能够留言，欢迎你们转发评论！
后续更多文章将更新在我的小站上，欢迎查看。
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