mysql 巧妙的索引

文章目录

• 前言
• 一、索引类型
• • • 1、普通索引
    • 2、唯一索引
    • 3、主键索引
    • 4、组合索引（复合索引）
    • 5、全文索引（FULLTEXT索引）
• 二、索引使用原则
• • • 1、列的离散度
    • 2、联合索引
    • 3、列的稳定度
    • 4、列的查询率
• 三、索引的两个技术升级
• • • 1、覆盖索引
    • [2、索引条件下推（Index Condition Pushdown，ICP）](#2、索引条件下推（Index Condition Pushdown，ICP）)
• 四、索引失效条件
• • • 1、最左匹配原则失效：
    • 2、使用函数或计算操作：
    • 3、LIKE通配符的使用：
    • 4、OR条件和IN操作的不当使用：
    • 5、数据类型不匹配（隐式转换）：
• 总结

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前言

MySQL索引是数据库管理系统中用于提高查询效率的一种数据结构。它们类似于书籍的目录，通过索引，数据库可以快速定位到所需的数据，而无需扫描整个表，很大提升了查询效率

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一、索引类型

1、普通索引

• 最基本的索引类型，没有任何限制。
• 允许在定义索引的列中插入重复值和空值。

2、唯一索引

• 索引列的所有值都只能出现一次，即必须唯一。
• 允许有空值，但如果是组合索引，则列值的组合必须唯一。

3、主键索引

• 为主键字段创建的索引。
• 是一种特殊的唯一索引，不允许值重复或者值为空。
• 一个表只能有一个主键索引。

4、组合索引（复合索引）

• 将原表的多个列共同组成一个索引。
• 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。

5、全文索引（FULLTEXT索引）

• 主要用于查找文本中的关键字。
• 可以在CHAR、VARCHAR或TEXT类型的列上创建。
• MySQL中MyISAM和InnoDB存储引擎支持全文索引（从MySQL 5.6版本开始）。

二、索引使用原则

1、列的离散度

• 如果列的重复值越多，离散度就越低，重复值越少，离散度就越高。不建议在离散度低的列上建立索引，可能或者的效果成反比。
• 比如性别只有男女两个值，如果建立单个列的索引，会发现查询效率反而变差了

2、联合索引

2.1、字段顺序：

• 复合索引的字段顺序应与查询条件中的字段顺序一致（最左匹配），以确保索引能够完全匹配查询条件。

2.2、字段相关性：

• 如果复合索引中的字段经常同时以AND方式出现在WHERE子句中，则可以建立复合索引。
• 如果复合索引中的字段经常单独出现在WHERE子句中，则可以考虑将其分解为多个单字段索引。

2.3、字段数量：

• 复合索引包含的字段数量应适中，过多的字段会增加索引的大小和维护成本，并可能导致索引失效。

3、列的稳定度

• 避免在频繁更新的列上建立索引，因为更新操作需要维护索引结构，所以频繁更新的列上建立索引会增加数据库的维护成本。

4、列的查询率

• 在建立索引或者联合索引时，应该首先选择最常用的查询条件作为第一列。这样可以最大程度地提高查询效率，减少数据扫描的次数。查询条件包括where、on、group by、order by 等

三、索引的两个技术升级

1、覆盖索引

在二级索引里面，不管是单列索引还是联合索引，如果select 的数据列只用从索引中就能够取得，不必从数据区中读取，这时候使用的索引就叫做覆盖索引，这样就避免了回表。

回表：

非主键索引，我们先通过索引找到主键索引的键值，再通过主键值查出索引里面没有的数据，它比基于主键索引的查询多扫描了一棵索引树，这个过程就叫回表

在MySQL中，可以使用EXPLAIN关键字来查看查询是否使用了覆盖索引。在EXPLAIN输出中，如果Extra列包含Using index，则表示查询使用了覆盖索引。例如：

EXPLAIN SELECT department_id, name FROM employees WHERE department_id = 5;

如果Extra列中显示Using index，说明MySQL只使用索引就完成了查询，无需回表操作，这就是覆盖索引在发挥作用。

2、索引条件下推（Index Condition Pushdown，ICP）

下推： 其实是意思是把过滤的动作在存储引擎做完，而不需要到 Server 层过滤，从而减少不必要的回表操作。

生效条件：

• 二级索引
• innodb、myisam

假设有一个名为employees的表，表结构如下：

CREATE TABLE Student(  
    id INT PRIMARY KEY,  
    name VARCHAR(100),  
    age INT,  
    addr VARCHAR(100),  
    INDEX idx_age_city(age, name)  
);

假设执行的sql语句为

select * from Student where age = 13 and name like '%huihui1'

如果不使用索引条件下推，查询过程可能如下：

• 1、MySQL解析SQL语句，并由优化器选择使用age索引进行扫描。
• 2、存储引擎扫描age索引，找到所有满足 age = 13 条件的记录。
• 3、对于每条满足 age = 13 条件的记录，通过主键进行回表操作，获取完整的行数据。
• 4、在MySQL的Server层中的执行器对回表后的数据进行进一步过滤，检查 name like '%huihui1' 条件，筛选出符合条件的记录。

使用索引条件下推，查询过程将优化为：

• 1、MySQL解析SQL语句，并由优化器选择使用age索引进行扫描。
• 2、存储引擎扫描age索引，同时利用索引条件下推技术提前应用 name like '%huihui1' 条件，只返回同时满足age = 13 和name like '%huihui1' 条件的记录。
• 3、对于符合条件的记录，通过主键进行回表操作（如果需要的话），获取完整的行数据（但在这个例子中，由于已经通过索引条件下推过滤了不符合条件的记录，所以回表操作的次数将大大减少）。

通过这个例子可以看出，索引条件下推能够显著减少回表操作的次数，从而提高查询性能

索引条件下推启停：

SET optimizer_switch='index_condition_pushdown=on';  -- on 改成 off 表示禁用

四、索引失效条件

1、最左匹配原则失效：

• 在复合索引中，查询条件没有使用最左边的索引字段，或者查询条件中的字段顺序与复合索引的字段顺序不一致。例如，如果有一个复合索引（name, code, address），查询条件中只使用了code或address，或者它们的顺序与索引顺序不匹配，那么索引可能无法被有效利用。

2、使用函数或计算操作：

• 在查询条件中对索引字段进行了函数操作或计算，如LOWER(column)、DATE(column)等。这些操作会导致数据库无法直接使用索引，因为数据库无法预知函数或计算的结果。

3、LIKE通配符的使用：

• 当使用LIKE进行模糊查询时，如果通配符（%）出现在字段的最左侧，索引可能会失效。例如，LIKE '%abc'会导致索引失效，因为数据库需要扫描整个字段来匹配模式。

4、OR条件和IN操作的不当使用：

• 在OR运算中，如果其中一个条件使用了索引，而另一个条件没有使用索引，整个查询可能会导致索引失效。同样，IN操作中的值如果过多，也可能导致索引失效，因为数据库可能会选择进行全表扫描而不是使用索引。

5、数据类型不匹配（隐式转换）：

• 查询条件中的数据类型与索引字段的数据类型不匹配时，索引可能会失效。例如，如果索引字段是整数类型，而查询条件中使用了字符串类型，那么索引可能无法被利用。

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总结

MySQL索引技术是提高数据库查询效率的重要手段。合理使用索引可以显著提升数据库性能，但也需要注意索引的维护成本和适用场景。