mysql索引
一、索引的基本概述
1、什么是索引
索引是创建表上的，是对数据库表中一列或多列的值进行排列的一种结构，使用索引可快速访问数据库表中的特定信息。
举个例子吧：如果把数据库看成一本词典，索引就相当于一本词典的目录，我们可以通过索引快速的找到词典中的词。对于数据库来说，可以通过索引快速查找表中的数据。
2、索引建立的位置及结构存放位置
1）索引是建立在表上的
2）索引一般以文件形式存在磁盘中（也可以存于内存中），存储的索引的原理大致概括为以空间换时间，数据库在未添加索引的时候进行查询默认的是进行全量搜索，也就是进行全局扫描，有多少条数据就要进行多少次查询，然后找到相匹配的数据就把他放到结果集中，直到全表扫描完。而建立索引之后，会将建立索引的KEY值放在一个n叉树上（B+树）。因为B树的特点就是适合在磁盘等直接存储设备上组织动态查找表，每次以索引进行条件查询时，会去树上根据key值直接进行搜索。
其中:（1）Innodb引擎
.frm 文件存储表结构
.ibd 文件存储数据和索引
（2）myIsam引擎：
.myi 文件存储索引
.myd文件存储数据
.frm 文件存储表结构
3、索引的优点
（1）建立索引可以有效地缩短检索的时间
（2）建立索引可以加快表与表之间的连接
（3）为用来排序或者分组的字段加上索引可以加快索引的分组及排序
（4）建立索引的列可以保证行的唯一性
总之建立索引的目的：加快对表中的记录的查询和排序
4、索引的缺点
在此处想到一句话：事物都有两面性（相对论），索引也是不例外的
（1）创建索引和维护索引需要耗费时间，并且随着数据量的增加而增加
（2）索引需要占用物理的空间，并且一个索引都占用一定的空间（数据表占用的是数据库的空间）
（3）会降低表增删改的效率，因为每次进行增删改索引要进行动态维护，造成数据的维护速度降低了，这就导致时间变长
从此处我们也可以看出来，不是啥时候都可以选择索引，要充分考虑到上述的优缺点。
当数据库中的数据量大时，查询的响应速度不能满足自己的需求，此时我们可以考虑使用合理的索引来提升查询速度。
5、索引的种类
（1）普通索引：在创建普通索引时，不附加任何限制条件。这类索引可以创建在任何数据类型中，其值是否唯一和非空由字段本身的完整性约束条件决定。建立索引以后，查询时可以通过索引进行查询。
（2）唯一性索引：使用UNIQUE参数可以设置索引为唯一性索引。**在创建唯一性索引时，限制该索引的值必须是唯一的。**通过唯一性索引。可以更快速的确定某条记录。主键就是一种特殊唯一性索引。
（3）全文索引：使用FULLTEXT参数可以设置索引为全文索引。全文索引只能创建在char,varchar或text类型的字段上。查询数据量较大的字符串类型的字段时，使用全文索引可以提高查询速度。MySQL数据库中3.23.23版开始支持全文索引，但只有MyISAM存储引擎支持全文索引。在默认情况下，全文索引的搜索执行方式不区分大小写。但索引的列使用二进制排序后，可以执行区分大小写的全文索引。
（4）单列索引：在表中的单个字段上创建索引。单列索引只根据该字段进行索引。单列索引可以是普通索引，也可以是唯一性索引，还可以是全文索引。只要保证该索引只对应一个字段即可。
（5）多列索引：多列索引是在表的多个字段上创建一个索引。该索引指向创建时对应的多个字段，可以通过这几个字段进行查询。但是，只有查询条件中使用了这些字段中第一个字段时，索引才会被使用。
（6）空间索引：使用SPATIAL参数可以设置索引为空间索引。空间索引只能建立在空间数据类型上，这样可以提高系统获取空间数据的效率。MySQL中的空间数据类型包括GEOMETRY和POINT、LINESTRING和POLYGON等。目前只有MyISAM存储引擎支持空间检索，而且索引的字段不能为空值
（7）主键索引：索引建立在主键上。 当然反之则是辅助索引
主键索引：
InnoDB ：叶子节点存储主键和这个主键所对应的所有数据。
MyISAM ：叶子节点存储的是主键（建立索引的属性）和数据的地址。
辅助索引：
InnoDB ：叶子节点存储建立索引的属性和属性所对应的主键值。
MyISAM ：叶子节点存储建立索引的属性和属性对应的数据的地址。
6、底层数据结构
B+树索引和哈希索引
其中哈希索引：无法做范围查询但是查询单个字段速度快
7、索引的设计原则
（1）为经常需要分组、排序和联合操作的字段建立索引
（2）限制索引的数目，
（3）尽量使用数量少的索引
（4）尽量使用前缀来索引
（5）选择唯一性索引
（6）删除不再使用或者很少使用的索引
（7）为常作为查询条件的字段建立索引
注意：选择索引的最终目的是提高查询的速度。
二、索引的创建和修改删除等命令
1、索引的创建
创建表时直接创建
（1）创建普通索引
（2）创建唯一性索引
（3）创建全文索引
（4）创建单例索引
（5）创建多例索引
（6）创建空间索引
2、在已存在的表上创建索引
（1）创建普通索引
（2）创建唯一性索引
（3）创建全文索引
（4）创建单列索引
（5）创建多列索引
（6）创建空间索引
3、用ALTERTABLE语句来创建索引
（1）创建普通索引
（2）创建唯一性索引
（3）创建全文索引
（4）创建单列索引
（5）创建多列索引
（6）创建空间索引
4、删除索引
或者
alter table '表名' drop index '索引名';
5、索引的查询
show indexes from '表名';
或者
show keys from '表名';
三、常见的索引情况
1、隐式转换导致索引失效
这一点应当引起重视，也是开发中经常会犯的错误。
由于表的字段name定义为varchar(20)，但在查询时把该字段作为number类型以where条件传给Mysql，这样会导致索引失效。
强转会引起索引失效：
user id name
index（name）; varchar（20）
错误的例子：
select * from test where name = 13333333333;
我们需要对name先强转再比较
100行数据 把100行数据的name属性分别取出来先强转在比较。
原因：需要把所有的数据对应的name属性取出进行强转。
需要将每一行数据都拿出来进行强换之后再比较。
强转之后改变了原有字段的比较规则
正确的例子：
select * from test where name='13333333333'; //能用到索引
2、对索引列进行运算导致索引失效
我所指的对索引列进行运算包括(+，-，*，/，! 等)
index(id)
错误的例子：
select * from test where id - 1 < 9;
需要将每一个元组中的id值先取出，再减一然后和9再去比较
正确的例子：
select * from test where id < 10;//能用到索引
select * from test where id = 9+1;//能用到索引
3、使用MySQL内部函数导致索引失效
对于这样情况应当创建基于函数的索引。
错误的例子：
select * from test where 函数(id)=10;
说明，此时id的索引已经不起作用了
要使用索引的话需要将：k(x) = y; → x = R(y);
错误的例子：
select * from test where id < 函数(age); 还是用不到索引
需要将每一个元组中的id值先取出,再通过函数计算，计算之后的值在和10比较
4、以下使用会使索引失效，应避免使用
（1）使用 <> 、not in 、!=
index(id)
select * from id not in (12,13,15); //用不到 没有明确查询条件
select * from id in (12,13,15); // 能用到
（2）like “%_” 百分号在前
可采用在建立索引时用reverse(columnName)这种方法处理
%:任意个任意字符
index(name)
select * from name like '%a'; //由于字符串的最左比较法 用不到
字符串的索引是如何建立：从左到右一个字符一个字符进行大小比较然后得出的B+树的结构。
select * from name like 'a%'; //由于字符串的最左比较法 能用到
5、用OR关键字查询语句
查询语句的查询条件中只有OR关键字，且OR前后的两个条件中列都是索引时，查询中才会使用索引。否则，查询将不使用索引。
name = "tom" or(或) age < 90; ---->index(name) index(age);
name = "tom" and age < 90; ----> index(name,age)
四、练习题
一、根据表结构，判断当分别执行如下5条语句时想要使用索引，分别应该如何建立。
//创建表
create table stu_index1 (id int primary key,name varchar(20),score double);
insert stu_index1 values(1,'liu',89);
insert stu_index1 values(2,'sam',78);
insert stu_index1 values(3,'jim',95);
//根据哪个属性筛选的就要在哪个属性上建立索引
1、explain select * from stu_index where id = 3\G
InnoDB：由于主键索引默认创建，所以不需要任何操作；
叶子节点：存储主键和所有的数据；
MyISAM：能用到索引就行，由于主键索引默认创建，所以不需要任何操作；
叶子节点：存储建立索引的属性和数据相应的地址；
要求只查询一次：index(id,name,score)；
2、explain select * from stu_index where name=‘liu’\G
InnoDB:index(name); （查询两次）
叶子节点存储建立索引的属性的值和所对应的主键的值；
查询一次：index(name,score);
MyIsam：index(name) （查询两次）
叶子节点存储：建立索引的属性和数据对应的地址。
查询一次：index(name,id,score);
3、explain select * from stu_index where name = ‘liu’ and score = 89;
InnoDB：index(name,score); 可以 ；index(score,name); 因为mysql内部有优化，所以也可以。（查询一次）
叶子节点存储建立索引的属性的值和所对应的主键的值。
MyIsam：index(name,score); index(score,name); （查询两次）
叶子节点存储：建立索引的属性和数据对应的地址。
查询一次：index(name,score,id);
4、explain select id from stu_index where name=‘liu’\G
InnoDB： index(name); （查询一次）
叶子节点存储建立索引的属性的值和所对应的主键的值。
MyIsam：index(name) ;（查询两次）
叶子节点存储：建立索引的属性和数据对应的地址。
查询一次： index(name,id); 对 index(id,name); 错 （原因：无法进入B+树的结构）
5、explain select score from stu_index where name=‘liu’\G
MyIsam/InnoDB：查询一次：index(name,score);
原因：两个引擎下的索引的叶子节点都存储建立索引的属性的值。
二、根据表结构，判断当分别执行如下语句时想要使用索引，应该如何建立。
mysql> create table orderlist(name varchar(20) not null,
-> productid int not null,
-> date timestamp);
1、explain select * from orderlist where name =‘Tom’ order by date\G
InnoDB：index(name,data)；对；index(data,name)；错；（查询两次）
MyISAM：index(name,data)；对；index(data,name)；错；（查询两次）
三、根据以下表结构和建立的索引分别判断以下sql语句能否使用到所建立的索引，能用到回答能，不能用到则回到不能。
CREATE TABLE `student_index` (
`id` int(11) NOT NULL,
`name` varchar(255) DEFAULT NULL,
`cid` int(11) DEFAULT NULL,
`school` char(20) NOT NULL DEFAULT '',
KEY `name_cid_INX` (`name`,`cid`,`school`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
insert into student_index values
(1,'weixin',12,'caijing'),
(2,'weixin',13,'ligong'),
(3,'weixin',14,'gongye');
最左前缀原则 ：从左往右进行比较的
要使用索引的话：左边第一个属性一定不能缺少。
要是想把索引用完全：从左到右一个属性都不能少，否则索引将使用不完全。
1、explain select * from student_index where name = ‘abc’ and cid = 123 and school = ‘ligong’ \G
能
2、explain select * from student_index where name = ‘abc’ and cid = 123\G
能
explain select * from student_index where cid = 123 and name = ‘abc’ \G
能，因为MySQL会根据索引对SQL语句进行优化；该语句会被优化为与上面SQL语句相同的语句；
3、explain select * from student_index where name = ‘abc’\G
能
4、.explain select * from student_index where name = ‘abc’ and school=‘ligong’\G
能
5、explain select * from student_index where cid = 123 and school = ‘ligong’\G
不能
四、联合查询中如何使用索引，以下两张表均在stu_id 字段上添加索引 index(stu_id)。判断哪张表的索引能用到。
表的结构如下：
MySQL会首先判断rb1（别名表a）和rb2（别名表b）哪个表小，这里表小主要指的是行数少，很显然rb2表小，MySQL会对rb2表进行整表遍历，然后在a表上根据stu_id字段进行查询，所以rb2表就是小表，无论如何都是要整表遍历的，是使用不到索引的，但是大表rb1表的stu_id字段创建索引，就能使用到了！所以在链接查询的时候，小表总是要整表搜索的，建立索引没有用，大表创建索引是能提高查询效率的，小表决定查询次数，大表决定查询时间（有索引就快，没有索引就慢）能不能用到索引，用到的是那张表的索引。
1、explain select * from rb1 a,rb2 b where a.stu_id = b.stu_id\G
where a.stu_id = b.stu_id底层处理：
把b中的所有的stu_id取出来，分别和a中的stu_id作比较；
a.stu_id in (23,24,25)；比较三次
把a中的所有的stu_id取出来，分别和b中的stu_id作比较；
b.stu_id in (23,24,25,40,41,42)；比较六次
MySQL采用第一种做法：把小表中的所有的数据取出来然后和大表中的数据做对比；
rb1使用到索引；rb2没有使用到索引；即大表能用到索引，小表使用不到索引；
2、explain select * from rb1 a join rb2 b on a.stu_id = b.stu_id where a.stu_id < 25\G
此时rb1是小表：（<25）的数据只有两行，rb2的数据有三行；所以理应情况下应该是：rb2使用到索引；rb1没有使用到索引；但是真实情况是两张表都使用到了索引，原因是：
rb2使用到索引：此时rb2表是大表，能使用到索引；
rb1使用到索引：因为SQL语句执行（where a.stu_id < 25）时对rb1表使用了索引；