06-MySQL索引

06-MySQL索引

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索引简介

索引用于快速找出在某个列中有一特定值的行。如果不使用索引，MySQL必须从第一条记录开始读完整张表，直到找到相关的行。表越大，查询时间越长。

索引含义和特点

索引是一个单独的、存储在磁盘上的数据库结构。它们包含着对数据库表里所有记录的引用指针。使用索引用于快速找出在某个或者多个列中有一特定值的行。所有的MySQL列类型都可以被索引，对相关列使用索引是提高查询操作速度的最佳途径。

索引是在存储引擎中实现的，每种存储引擎的索引都不一定完全相同，且每种索引引擎不一定支持所有索引类型。

所有存储引擎支持每个表至少16个索引，总索引长度至少为256字节。MySQL中索引的存储类型有两种：BTREE 和HASH，表的存储引擎MyISAM和InnoDB只支持BTREE索引；MEMORY/HEAP存储引擎可以支持HASH和BTREE索引。MySQL存储引擎选择.

优缺点

优点：

1. 通过建立唯一索引，可以保证数据库表中的每一行数据的唯一性。
2. 可以大大加快数据的查询速度
3. 在实现数据的参考完整性方面，可以加速表和表之间的链接。
4. 在使用分组和排序子句进行数据查询时，也可以显著减少查询中分组和排序的时间

缺点：

1. 创建和维护索引需要耗费时间，随着数据量的增加，耗费的时间也会增加
2. 索引需要占用磁盘空间，数据表占数据空间之外，每一个索引还要占用空间，如果有大量索引，索引文件可能比数据文件更快达到最大文件尺寸。
3. 当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动态的维护，降低了数据的维护速度

索引分类

1. 普通索引和唯一索引

   普通索引：MySQL中基础的索引类型，允许在定义索引的列中插入重复值和空值。

   唯一索引：索引列必须唯一，但是允许有空值，如果是组合索引，则列值的组合必须唯一，主键索引是一种特殊的唯一索引，不允许有空值。

2. 单列索引和组合索引

   单列索引：一个索引只包含单列，一个表可以有多个单列索引。

   组合索引：指在表的多个字段组合上创建的索引，只有在和查询条件中使用了这些字段的左边字段时，索引才会被使用。使用组合索引时遵循最左前缀原则。

3. 全文索引

   全文索引类型为FULLTEXT，在定义索引的列上支持值的全文查找，允许在这些索引类中插入重复值和空值。全文索引可以在CHAR,VARCHAR,或者TEXT类型的列上创建，MYQL只有MyISAM存储引擎支持全文索引。

4. 空间索引

   空间索引是对空间索引数据类型的字段建立的索引，MySQL中的空间数据类型有4中，分别是：GEOMETRY、POINT、LINESTRING、和POLYGON。MySQL使用SPATIAL关键字进行拓展，使得能够用于创建正规索引类的语法创建空间索引。创建空间索引的列，必须将其生命为NOT NULL ，空间索引只能在存储引擎为MyISAM的表中创建。

索引的设计原则

1. 少而精：一个表中如有大量索引，不仅占空间，还影响insert/delete/update的性能。
2. 避免对经常更新的表进行过多的索引，索引列尽可能少。查询花费的时间可能比遍历索引的时间还要短，索引可能不会产生优化效果。
3. 在条件表达式中经常用到的不同值较多的列上建立索引，在不同值很少的列上不要建立索引。比如学生表中的性别字段上只有“男”与“女”两个不同值，因此就无需建立索引。
4. 当唯一性是某种数据本身的特性时，指定唯一索引。使用唯一索引要确保数据的完整性。
5. 在频繁进行排序（order by）或者分组（group by）的列上建立索引，如果待排序的列有多个，可以在这些列上建立组合索引。

创建索引

在创建表的同时，创建索引

语法：

create table table_name [col_name data_type]
[unique|fulltext|spatial][index|key][index_name](col_name[length])[ASC|DESC]

参数	是否可选	备注
unique	可选参数	唯一索引
fulltext	可选参数	全文索引
spatial	可选参数	空间索引
index/key	否	指定创建索引
index_name	可选参数	索引名称，如果不指定，MySQL默认col_name为索引值
col_name	否	索引字段列、必须从数据表中定义的多个列中选择
length	可选参数	表示索引的长度，只有字符串类型的字段才能指定索引长度
ASC/DESC	否	指定升序或者降序的索引值存储

普通索引

​ 最基本的索引类型，没有唯一性之类的限制，其作用只是加快对数据的访问速度

create table book (
    bookid int not NULL,
    bookname varchar(255) not NULL,
    authors varchar(255) not NULL,
    info varchar(255)   NULL,
    COMMENT varchar(255) NULL,
    year_publication YEAR not NULL,
    INDEX(year_publication) -- 创建索引
);

mysql> show create table book \G
*************************** 1. row ***************************
       Table: book
Create Table: CREATE TABLE `book` (
  `bookid` int(11) NOT NULL,
  `bookname` varchar(255) NOT NULL,
  `authors` varchar(255) NOT NULL,
  `info` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `COMMENT` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `year_publication` year(4) NOT NULL,
  KEY `year_publication` (`year_publication`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

mysql> explain select * from book where year_publication=1990 \G
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
  select_type: SIMPLE
        table: book
   partitions: NULL
         type: ref
possible_keys: year_publication
          key: year_publication
      key_len: 1
          ref: const
         rows: 1
     filtered: 100.00
        Extra: Using index condition
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

行	含义
select_type	指定所使用的SELECT查询类型，SIMPLE(不包含子查询的简单select)，PRIMARY（需要Union操作或含子查询的select），UNION（包含union结果的数据表），SUBQUERY（）
table	查询需要用到的表
type	本数据表和其他数据表之间的关联关系，system,const,ref,eq_ref,range,index,ALL
possible_keys	MySQL在搜索数据记录时刻选用的各个索引
key	MySQL实际选用的索引
key_len	索引按照字节计算的长度，key_len越小，表示越快
ref	关联关系中另一个数据表里的数据列的名字
rows	MySQL在执行这个查询时预计会从这个数据表里读出的数据行的个数
ex	提供了与关联操作有关的信息

从查询结果中可以看出possible_keys和key都是year_publication，说明查询时使用了索引。

唯一索引

​ 创建唯一索引的主要原因是减少查询索引列操作的执行时间，尤其是对比较庞大的数据表。他与前面的普通索引类似，不同的就是：索引列的值必须是唯一，允许null值，如果是组合索引，则列值的组合必须唯一。

create table book_unique(
    id int not NULL,
    name char(30) not NULL,
    UNIQUE INDEX UniqIdx(id)
)

mysql> show create table book_unique \G
Table: book_unique
Create Table: CREATE TABLE `book_unique` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` char(30) NOT NULL,
  UNIQUE KEY `UniqIdx` (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

单列索引

create table book_single(
    id int not NULL,
    name char(30) not NULL,
    INDEX SingleIdx(name)
)

mysql> show create table book_single \G；
       Table: book_single
Create Table: CREATE TABLE `book_single` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` char(30) NOT NULL,
  KEY `SingleIdx` (`name`(20))
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

由查询结果可以看出，id字段上已经成功建立了一个名为SingleIdx的单列索引，索引长度为20。

组合索引

组合索引是在多个字段上创建的一个索引

create table book_multi(
    id int not NULL,
    name char(30) not NULL,
    age int not null,
    info varchar(255),
    INDEX MultiIdx(id,name,age)
)

mysql> show create table book_multi\G；
       Table: book_multi
Create Table: CREATE TABLE `book_multi` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` char(30) NOT NULL,
  `age` int(11) NOT NULL,
  `info` varchar(255) DEFAULT NULL,
  KEY `MultiIdx` (`id`,`name`,`age`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

​ 可以看到，id、name和age字段上已经成功建立了名为MultiIdx的组合索引。

​ 该索引遵从“最左前缀”：利用索引中最左边的列集来匹配行，这样的列集成为最左前缀。本例子中索引行中按照id/name/age的顺序存储，索引可以搜索以下组合（id,name,age）、(id,name)、(id),MySQL不能使用局部索引，如（age）或者（name,age）没有使用索引。

mysql> explain select * from book_multi  where age=11 AND name = "eric"\G
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
  select_type: SIMPLE
        table: book_multi
   partitions: NULL
         type: ALL
possible_keys: NULL
          key: NULL   -- 没有使用索引
      key_len: NULL
          ref: NULL
         rows: 1
     filtered: 100.00
        Extra: Using where
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

全文索引

​ FULLTEXT（全文索引）可以用于全文搜索，只有MyISAM存储引擎支持FULLTEXT索引，并且只为CHAR、VARCHAR和TEXT列创建索引。

create table book_fulltext(
    id int not NULL,
    name char(30) not NULL,
    age int not null,
    info varchar(255),
    FULLTEXT INDEX FullTextIndex(info)
) ENGINE=MyISAM;

mysql> show create table book_fulltext \G;
*************************** 1. row ***************************
       Table: book_fulltext
Create Table: CREATE TABLE `book_fulltext` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` char(30) NOT NULL,
  `age` int(11) NOT NULL,
  `info` varchar(255) DEFAULT NULL,
  FULLTEXT KEY `FullTextIndex` (`info`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

非常适合适合大型数据集，对于小的数据集，它的用处非常小。

空间索引

create table book_spat(
    g geometry not NULL, SPATIAL INDEX spatidx(g)
) ENGINE = myISAM;

mysql> show create table book_spat \g;
+-----------+-------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------+
| Table     | Create Table
                                                     |
+-----------+-------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------+
| book_spat | CREATE TABLE `book_spat` (
  `g` geometry NOT NULL,
  SPATIAL KEY `spatidx` (`g`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 |
+-----------+-------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

创建要求，必须是非空字段，并且表的存储引擎为MyISAM.

在已经存在的表上创建索引

使用ALTER TABLE 创建索引

​ 语法：

alter table table_name add [unique|fulltext|spatial][index|key][index_name]
(col_name[length],...)[ASC|DESC]

ALTER TABLE book ADD INDEX BkNameIdx(bookname(30));

使用CREATE INDEX创建索引

​ 语法：

CREATE [UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL] INDEX index_name on table_name(col_name[length],...)[ASC|DESC]

CREATE INDEX BkNAMEIdx ON book(bookname);

删除索引

使用ALTER TABLE删除索引

alter table 删除索引的基本语法格式如下：

ALTER TABLE table_name DROP INDEX index_name

ALTER TABLE book DROP INDEX BkNAMEIdx;

使用DROP INDEX 删除索引

drop index删除索引的基本语法格式如下：

DROP INDEX index_name ON table_name;

DROP INDEX BkNAMEIdx on book