MySql索引原理與操作

2022-09-16 22:04:35

1. 什麼是索引

索引是在資料庫表的欄位上新增的，是為了提高查詢效率存在的一種機制。

一張表的一個欄位可以新增一個索引，當然，多個欄位聯合起來也可以新增索引。

索引相當於一本書的目錄，是為了縮小掃描範圍而存在的一種機制。

索引相當於一本書的目錄

通過索引查詢的方式被稱為索引查詢。

在 mysql 資料庫當索引也是需要排序的，並且這個索引的排序和 TreeSet 資料結構相同。TreeSet（TreeMap）底層是一個自平衡二元樹！在 mysql 當中索引是一個 B-Tree 資料結構。

遵循左小右大原則存放。採用中序遍歷方式遍歷取資料。

2. 索引的實現原理

提醒：

在任何資料庫中主鍵上都會自動新增索引物件，id 欄位上自動有索引，因為 id 是主鍵。另外在 mysql 中，如果一個欄位有 unique 約束的話，也會自動建立索引物件。

任何資料庫中，然後一張表的任何一條記錄在硬碟儲存上都有一個硬碟的物理儲存編號。在 mysql 中，索引是一個單獨的物件，在不同的儲存引擎以不同的形式存在，

在 MyISAM 儲存引擎中，索引儲存在一個 .MYI 檔案中。在 InnoDB 儲存引擎中，索引儲存在一個邏輯名叫做 tablespace 的當中。在 MEMORY 儲存引擎中，索引儲存在記憶體中。不管索引儲存在哪裡，索引在 mysql 中都是一個樹的形式存在。

3. 新增索引的條件

資料量龐大（具體多麼龐大算龐大，這個需要測試，因為每一個硬體環境不同）
該欄位經常出現在 where 的後面，以條件的形式存在，也就是說這個欄位總是被掃描。
該欄位很少的 DML（insert、delete、update）操作。（因為 DML 之後，索引需要重新排序）

建議不要隨意新增索引，因為索引也是需要維護的，太多的話反而會降低系統的效能。

建議通過主鍵查詢，建議通過 unique 約束的欄位進行查詢，效率是比較高的。

4. 索引的操作

1. 建立索引

給 emp 表的 ename 欄位新增索引，起名：emp_ename_index

mysql> create index emp_ename_index on emp(ename);

2. 刪除索引

將 emp 表上的 emp_ename_index 索引物件刪除

mysql> drop index emp_ename_index on emp;

3. 檢視一個sql語句是否使用了索引進行檢索

mysql> explain select * from emp where ename = 'KING';
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   14 |    10.00 | Using where |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set, 1 warning (0.01 sec)

掃描14條記錄：說明沒有使用索引。type = ALL

mysql> create index emp_ename_index on emp(ename);
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql> explain select * from emp where ename = 'KING';
+----+-------------+-------+------------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+----------+-------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys   | key             | key_len | ref   | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | NULL       | ref  | emp_ename_index | emp_ename_index | 43      | const |    1 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+-------+------------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+----------+-------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

5. 索引的失效

失效的第1種情況：

mysql> select * from emp where ename like '%T';

ename 上即使新增了索引，也不會走索引進行查詢，為什麼？

因為模糊查詢匹配中以 “%” 開頭了。

儘量避免模糊查詢的時候以 “%” 開始。

這是一種優化的手段。

mysql> explain select * from emp where ename like '%T';
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   14 |    11.11 | Using where |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set, 1 warning (0.01 sec)

失效的第2種情況：

使用 or 的時候會失效，如果使用 or 那麼要求 or 兩邊的條件欄位都要有索引，才會進行索引查詢，如果其中一邊有一個欄位沒有索引，那麼另一個欄位上的索引也會實現。索引這就是為什麼不建議使用 or 的原因。

mysql> explain select * from emp where ename = 'KING' or job = 'MANAGER';
+----+-------------+-------+------------+------+-----------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys   | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+-----------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | NULL       | ALL  | emp_ename_index | NULL | NULL    | NULL |   14 |    16.43 | Using where |
+----+-------------+-------+------------+------+-----------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

失效的第3種情況：

使用複合索引的時候，沒有使用左側的列查詢，索引失效。

什麼是複合索引？

兩個欄位，或者更多的欄位聯合起來新增一個索引，叫做複合索引。

mysql> explain select * from emp where job = 'MANAGER';
+----+-------------+-------+------------+------+-------------------+-------------------+---------+-------+------+----------+-------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys     | key               | key_len | ref   | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+-------------------+-------------------+---------+-------+------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | NULL       | ref  | emp_job_sal_index | emp_job_sal_index | 39      | const |    3 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+-------+------------+------+-------------------+-------------------+---------+-------+------+----------+-------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

mysql> explain select * from emp where sal = 800;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   14 |    10.00 | Using where |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

失效的第4種情況：

在 where 中索引列參加了運算，索引失效。

mysql> create index emp_sal_index on emp(sal);
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql> explain select * from emp where sal = 800;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+----------+-------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key           | key_len | ref   | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | NULL       | ref  | emp_sal_index | emp_sal_index | 9       | const |    1 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+----------+-------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

mysql> explain select * from emp where sal + 1 = 800;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   14 |   100.00 | Using where |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set, 1 warning (0.01 sec)

失效的第5種情況：

在 where 中索引列使用了函數

mysql> explain select * from emp where lower(ename) = 'smith';
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   14 |   100.00 | Using where |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set, 1 warning (0.01 sec)