MySQL的索引

索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构。MySQL索引的建立对于MySQL的高效运行是很重要的,索引可以大大提高MySQL的检索速度。索引只是提高效率的一个因素,如果你的MySQL有大数据量的表,就需要花时间研究建立最优秀的索引,或优化查询语句。


索引类型

1.普通索引

是最基本的索引,它没有任何限制

语法

1)直接创建索引

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CREATE INDEX index_name ON table(column(length索引长度))

2)修改表结构的方式添加索引

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ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name ON (column(length))

3)创建表的时候同时创建索引

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CREATE TABLE `table` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
`title` char(255) CHARACTER NOT NULL ,
`content` text CHARACTER NULL ,
`time` int(10) NULL DEFAULT NULL ,
PRIMARY KEY (`id`),
INDEX index_name (title(length)) )

4)删除索引

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DROP INDEX index_name ON table

2.唯一索引

索引列的值必须唯一,但允许有空值。如果是组合索引,则列值的组合必须唯一。

语法

1)创建唯一索引

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CREATE UNIQUE INDEX indexName ON table(column(length))

2)修改表结构

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ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE indexName ON (column(length))

3)创建表的时候直接指定

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CREATE TABLE `table` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
`title` char(255) CHARACTER NOT NULL ,
`content` text CHARACTER NULL ,
`time` int(10) NULL DEFAULT NULL ,
UNIQUE indexName (title(length)) );

3.主键索引

是一种特殊的唯一索引,一个表只能有一个主键,不允许有空值。一般是在建表的时候同时创建主键索引


4.组合索引(联合索引)

指多个字段上创建的索引,只有在查询条件中使用了创建索引时的第一个字段,索引才会被使用。使用组合索引时遵循最左前缀集合

语法

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ALTER TABLE `table` ADD INDEX name_city_age (name,city,age);

最左匹配原则


5.全文索引

主要用来查找文本中的关键字,而不是直接与索引中的值相比较。fulltext索引跟其它索引大不相同,它更像是一个搜索引擎,而不是简单的where语句的参数匹配。fulltext索引配合match against操作使用,而不是一般的where语句加like。它可以在create table,alter table ,create index使用,不过目前只有char、varchar,text 列上可以创建全文索引。值得一提的是,在数据量较大时候,现将数据放入一个没有全局索引的表中,然后再用CREATE index创建fulltext索引,要比先为一张表建立fulltext然后再将数据写入的速度快很多。

语法

1)创建表的适合添加全文索引

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CREATE TABLE `table` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
`title` char(255) CHARACTER NOT NULL ,
`content` text CHARACTER NULL ,
`time` int(10) NULL DEFAULT NULL ,
PRIMARY KEY (`id`),FULLTEXT (content) );

2)修改表结构添加全文索引

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ALTER TABLE article ADD FULLTEXT index_content(content)

3)直接创建索引

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CREATE FULLTEXT INDEX index_content ON table_name(content)

索引的缺点

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,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,但如果你在一个大表上创建了多种组合索引,索引文件的会增长很快。

索引只是提高效率的一个因素,如果有大数据量的表,就需要花时间研究建立最优秀的索引,或优化查询语句。


索引注意事项

1.索引不会包含有null值的列

(不推荐在有null值的列上创建索引,可以设置default '')

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。所以我们在数据库设计时不要让字段的默认值为null。

2.使用短索引

对串列进行索引,如果可能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,多数值是惟一的,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。

3.索引列排序

当引用表的查询包含用以指定索引中键列的不同方向的 ORDER BY 子句时, 指定键值存储在该索引中的顺序很有用. 在这些情况下, 索引就无需在查询计划中使用 SORT 运算符.

4.like语句操作

一般情况下不推荐使用like操作,如果非使用不可,如何使用也是一个问题。like"%aaa%" 不会使用索引而like"aaa%"可以使用索引,第一个字符要是确定的

5.不要在列上进行运算

这将导致索引失效而进行全表扫描,例如

SELECT * FROM table_name WHERE YEAR(column_name)<2017;

6.不使用not in和<>操作

索引可以匹配,不能排除


索引失效

1.有or必全表检索

如果条件都是索引也用到索引

2.复合索引未用左列字段

最左匹配原则:联合索引中,必须使用创建索引时的最左侧列索引数据,索引才会生效

3.like以%_开头

4.需要类型转换

5.where中索引列有运算

6.where中索引列使用了函数

7.如果mysql觉得不需要使用索引

(数据少,全表扫描更快时)


没必要使用索引的情况

1.唯一性差

一个字段的取值只有几种时,的字段不要使用索引

比如性别,只有两种可能数据

2.频繁更新的字段不用(更新索引消耗)

比如logincount登录次数,频繁变化导致索引也频繁变化,增大数据库工作量,降低效率

3.where中不用的字段

如果where后含IS NULL /IS NOT NULL/ like '%输入符%'等条件,不建议使用索引

4.索引使用(不等于)<>时


索引的原理

索引从数据结构上分为哈希索引,另一种是b+树索引

想要理解索引原理必须清楚一种数据结构「平衡树」(非二叉),也就是b tree或者 b+ tree, 主流的RDBMS都是把平衡树当做数据表默认的索引数据结构的。

聚集索引

所有的数据都聚集在主键之下

一个加了主键的表,并不能被称之为「表」。一个没加主键的表,它的数据无序的放置在磁盘存储器上,一行一行的排列的很整齐, 跟我们认知中的「表」很接近。如果给表上了主键,那么表在磁盘上的存储结构就由整齐排列的结构转变成了树状结构,也就是上面说的「平衡树」结构,换句话说,就是整个表就变成了一个索引。没错, 再说一遍, 整个表变成了一个索引,也就是所谓的「聚集索引」。 这就是为什么一个表只能有一个主键, 一个表只能有一个「聚集索引」,因为主键的作用就是把「表」的数据格式转换成「索引(平衡树)」的格式放置。

假如我们执行一个SQL语句:

select * from table where id = 1256;

首先根据索引定位到1256这个值所在的叶结点,然后再通过叶结点取到id等于1256的数据行。 这里不讲解平衡树的运行细节, 但是从上图能看出,树一共有三层, 从根节点至叶节点只需要经过三次查找就能得到结果

事物都是有两面的, 索引能让数据库查询数据的速度上升, 而使写入数据的速度下降,原因很简单的, 因为平衡树这个结构必须一直维持在一个正确的状态, 增删改数据都会改变平衡树各节点中的索引数据内容,破坏树结构, 因此,在每次数据改变时, DBMS必须去重新梳理树(索引)的结构以确保它的正确,这会带来不小的性能开销,也就是为什么索引会给查询以外的操作带来副作用的原因。


非聚集索引

非聚集索引和聚集索引一样, 同样是采用平衡树作为索引的数据结构。

索引树结构中各节点的值来自于表中的索引字段, 假如给user表的name字段加上索引 , 那么索引就是由name字段中的值构成,在数据改变时, DBMS需要一直维护索引结构的正确性

如果给表中多个字段加上索引 , 那么就会出现多个独立的索引结构,每个索引(非聚集索引)互相之间不存在关联。每次给字段建一个新索引, 字段中的数据就会被复制一份出来, 用于生成索引。 因此, 给表添加索引,会增加表的体积, 占用磁盘存储空间。

非聚集索引和聚集索引的区别在于, 通过聚集索引可以查到需要查找的数据, 而通过非聚集索引可以查到记录对应的主键值 , 再使用主键的值通过聚集索引查找到需要的数据


MySQL性能优化

  1. 数据库设计优化:合理设计数据库的表结构,包括选择合适的数据类型、建立索引等。

  2. 查询优化:使用合适的索引、优化查询语句、避免使用不必要的连接、减少子查询的使用等。

  3. 硬件优化:提升服务器硬件性能,如增加内存、优化磁盘性能等。

  4. 缓存优化:利用缓存存储频繁查询的结果,减少数据库的访问。

  5. 配置优化:根据数据库的实际情况,优化MySQL的配置参数,如调整缓存、线程数、连接数等。

  6. 批量操作优化:使用批量操作代替多次单独操作,减少数据库的访问次数。

  7. 分表分区优化:将大表拆分成多个小表,或者将数据按照一定规则分布到多个表中,减少单个表的数据量,提升查询性能。

  8. 定时维护优化:定期进行数据库的维护工作,包括优化表结构、修复表、删除无效数据等。

  9. 防止并发问题:使用事务控制和锁机制来保证数据的一致性和并发性。

  10. 监控优化:使用监控工具来监控数据库性能,及时发现并解决性能问题。

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