MySQL使用索引優化效能

2022-04-09 19:01:04

1.索引問題

索引是資料庫優化中最常用也是最重要的手段之一，通過索引通常可以幫助使用者解決大多數的SQL效能問題。本章節將對MySQL中的索引的分類、儲存、使用方法做詳細的介紹。

2.索引的儲存分類

MyISAM儲存引擎的表資料和索引是自動分開儲存的，各自是獨立的一個檔案；InnoDB儲存引擎的表資料和索引是儲存在同一個表空間裡面，但可以有多個檔案組成。MySQL中索引的儲存型別目前只有兩種（BTREE和HASH），具體和表的儲存引擎相關：MyISAM和InnoDB儲存引擎都只支援BTREE索引；MEMORY/HEAP儲存引擎可以支援HASH和BTREE索引。MySQL目前不支援函數索引，但是能對列的前面某一部分進索引，例如上章節庫存表goods_stock.LotNO批次欄位，可以只取Model的前4個字元進行索引，這個特性可以大大縮小索引檔案的大小，我們在設計表結構的時候也可以對文字列根據此特性進行靈活設計。下面是建立字首索引的一個例子：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE LotNO LIKE '2021%';

-- 建立字首索引
CREATE INDEX idx_stock_2 ON goods_stock (LotNO(4));

3.如何使用索引

索參照於快速找出在某個列中有一特定值的行。對相關列使用索引是提高SELECT操作效能的最佳途徑。查詢要使用索引最主要的條件是查詢條件中需要使用索引關鍵字，如果是多列索引，那麼只有查詢條件使用了多列關鍵字最左邊的字首時，才可以使用索引，否則將不能使用索引。

3.1使用索引

在MySQL中，下列幾種情況下有可能使用到索引。

對於建立的多列索引，只要查詢的條件中用到了最左邊的列，索引一般就會被使用，舉例說明如下：

-- 首先在庫存表goods_stock按Model，Brand的順序建立一個複合索引
CREATE INDEX idx_stock_1 ON goods_stock (Model,Brand);

然後按Model進行表查詢，具體命令如下：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE Model='LM358DT';

可以發現即便where條件中不是用Model與Brand欄位的組合條件，索引仍然能用到，這就是索引的字首特性（按照索引列順序查詢）。但是如果只按Brand條件查詢表，那麼索引就不會被用到，具體如下：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE Brand='TI';

對於使用like的查詢，後面如果是常數並且只有％號不在第一個字元，索引才可能會被使用，來看下面兩個執行計劃：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE Model LIKE '%LM358';

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE Model LIKE 'LM358%';

可以發現第一個SQL沒有使用索引，而第二個SQL就能夠使用索引，區別就在於“%”的位置不同，前者把“%”放到第一位就不能用到索引，而後者沒有放到第一位就使用了索引。另外，如果如果like後面跟的是一個列的名字，那麼索引也不會被使用。如果對大的文字進行搜尋，使用全文索引而不要使用like ‘%...%’。

如果列名是索引，使用column_name is null時候將會使用索引。如下例中查詢LotNO為null的記錄時候就會用到索引：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE LotNO IS NULL;

3.2存在索引但不使用索引

在下列情況下，雖然存在索引，但是MySQL並不會使用相應的索引。

如果MySQL估計使用索引比全表掃描更慢，則不使用索引。例如如果列 key_part1 均勻分佈在 1 和 100 之間，下列查詢中使用索引就不是很好：

SELECT * FROM table_name where key_part1 > 1 and key_part1 < 90;

如果使用MEMORY/HEAP表並且where條件中不使用“=”進行索引列，那麼不會用到索引。HEAP表只有在“=”的條件下才會使用索引。
用or分割開的條件，如果or前的條件中的列有索引，而後面的列中沒有索引，那麼涉及到的索引都不會被用到，例如：

SHOW INDEX FROM goods_stock;

通過命令可以看到goods_stock庫存表有兩個索引，然後我們再執行如下語句看是否使用索引：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE LotNO='20200821' OR PackageUnit='包';

可見雖然在LotNO這個列上存在索引idx_stock_2，但是這個SQL語句並沒有用到這個索引，原因就是or中有一個條件中的列沒有索引。

如果列型別是字串，那麼一定記得在where條件中把字元常數值用引號引起來，否則即便這個列上有索引，MySQL也不會用到的，因為MySQL預設把輸入的常數值進行轉換以後才進行檢索，請看如下例子：

DESC goods_stock;

通過DESC命令我們可以看到goods_stock庫存表中的LotNO欄位是字元型，如果我們在SQL語句中的LotNO欄位加入一個數值型為20200821的條件值，因此即便在LotNO上有索引，MySQL也不能正確地用上索引，而是繼續進行全表掃描，具體如下：

EXPLAIN SELECT * FROM goods_stock WHERE LotNO=20200821;

4.檢視索引使用情況

如果索引正在工作，Handler_read_key的值將很高，這個值代表了一個行被索引值讀的次數，很低的值表明增加索引得到的效能改善不高，因為索引並不經常使用。Handler_read_rnd_next的值高則意味著查詢執行低效，並且應該建立索引補救。這個值的含義是在資料檔案中讀下一行的請求數。如果正進行大量的表掃描，Handler_read_rnd_next的值較高，則通常說明表索引不正確或寫入的查詢沒有利用索引。可以先重新整理狀態再查詢，具體如下：

FLUSH STATUS;
SHOW STATUS LIKE 'Handler_read%';

引數解釋如下：

Handler_read_first：此選項表明SQL是在做一個全索引掃描，注意是全部，而不是部分，所以說如果存在WHERE語句，這個選項是不會變的。
Handler_read_key：此選項數值如果很高，MySQL高效的使用了索引，一切運轉良好。
Handler_read_next：此選項表明在進行索引掃描時，按照索引從資料檔案裡取資料的次數。
Handler_read_prev：此選項表明在進行索引掃描時，按照索引倒序從資料檔案裡取資料的次數，一般就是ORDER BY … DESC。
Handler_read_rnd：就是查詢直接操作了資料檔案，很多時候表現為沒有使用索引或者檔案排序。
Handler_read_rnd_next：此選項值較高時候，則通常說明表索引不正確或寫入的查詢沒有利用索引。

5.兩個簡單實用的優化方法

對於大多數開發人員來說，可能只希望掌握一些簡單實用的優化方法，對於更多更復雜的優化，更傾向於交給專業DBA來做。本小節將向大家介紹兩個簡單適用的優化方法。

5.1定期分析表和檢查表

分析表的語法如下：

ANALYZE [LOCAL | NO_WRITE_TO_BINLOG] TABLE tbl_name [, tbl_name] ...

本語句用於分析和儲存表的關鍵字分佈，分析的結果將可以使得系統得到準確的統計資訊，使得SQL能夠生成正確的執行計劃。如果使用者感覺實際執行計劃並不是預期的執行計劃，執行一次分析表可能會解決問題。在分析期間，使用一個讀取鎖定對錶進行鎖定。這對於MyISAM, BDB和InnoDB表有作用。對於MyISAM表，本語句與使用myisamchk -a相當，下例中對goods_stock表做了表分析：

ANALYZE TABLE goods_stock;

檢查表的語法如下：

CHECK TABLE tbl_name [, tbl_name] ... [option] ... option = {QUICK | FAST | MEDIUM | EXTENDED | CHANGED}

檢查表的作用是檢查一個或多個表是否有錯誤。CHECK TABLE對MyISAM和InnoDB表有作用。對於MyISAM表，關鍵字統計資料被更新，例如：

CHECK TABLE goods_stock;

CHECK TABLE也可以檢查檢視是否有錯誤，比如在檢視定義中被參照的表已不存在，舉例如下：

（1）首先我們建立一個表。

CREATE TABLE test
(
  ID INT(11)
);

（2）再建立一個檢視。

CREATE VIEW test_view AS SELECT * FROM test;

（3）然後CHECK一下該檢視，發現沒有問題。

CHECK TABLE test_view;

（4）現在刪除掉檢視依賴的表。

DROP TABLE test;

（5）再來CHECK一下剛才的檢視，發現報錯了。

CHECK TABLE test_view;

5.2定期優化表

優化表的語法如下：

OPTIMIZE [LOCAL | NO_WRITE_TO_BINLOG] TABLE tbl_name [, tbl_name] ...

如果已經刪除了表的一大部分，或者如果已經對含有可變長度行的表（含有VARCHAR、BLOB或TEXT列的表）進行了很多更改，則應使用OPTIMIZE TABLE 命令來進行表優化。這個命令可以將表中的空間碎片進行合併，並且可以消除由於刪除或者更新造成的空間浪費，但OPTIMIZE TABLE命令只對MyISAM、BDB和InnoDB表起作用。以下例子顯示了優化goods_stock庫存表的過程：

-- 先檢視下goods_stock庫存表是什麼表型別
SHOW TABLE STATUS LIKE 'goods_stock%';

OPTIMIZE TABLE goods_stock;

注意：ANALYZE、CHECK、OPTIMIZE執行期間將對錶進行鎖定，因此一定注意要在資料庫不繁忙的情況下執行相關的操作。

到此這篇關於MySQL使用索引優化效能的文章就介紹到這了。希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支援it145.com。