MySQL索引优化一
MySQL索引
索引是什么
- 索引是一种排好序的数据结构，目的是提高查找效率
- 一般来说，索引本身也占内存，因此索引以文件的形式存储在磁盘上
- 平常我们所说的索引一般都是B+Tree。当然还有hash索引等等
索引优劣势
- 优势：提高检索效率，降低数据库IO成本。由于数据都已经排好序，降低了排序的成本，降低CPU的消耗
- 劣势：索引也要占用空间、在INSERT/DELETE/UPDATE的时候需要同步更新索引
索引分类
- 单值索引：索引只有一个列
- 唯一索引：索引列的值必须唯一，允许空值
- 复合索引：索引包含多个列
索引结构
- TODO，底层结构，后续更新
建立索引情形
- 频繁查询的字段
- 与其它表关联的字段需要创建索引
- 频繁更新的字段不适合创建索引(更新数据的时候需要更新索引)
- 查询中存在排序的字段，排序若通过索引去访问则大大提高访问的效率
- 查询中统计和分组的字段，因为group by之前需要先排序
性能分析(MySQL Query Optimizer)
- Explain是什么？可以模拟查询sql语句，可以知道MySql是如何执行SQL，分析语句的性能瓶颈
- Explain能够干什么？
- 表的读取顺序
- 数据读取的操作类型
- 哪些索引可以使用
- 哪些索引实际被使用
- 表之间的引用
- 每张表有多少行被优化器查询
- 使用方式
-- 1、简单使用
explain select * from emp;
-- 2、explain扩展使用，可查看优化执行情况
explain extended select * from emp;
show warnings ;
-- 3、结合分区使用
explain partitions select * from emp;
- 执行计划包含的内容(简单使用)：
- id：表示查询执行顺序，代表
select的个数，分为三种情况①id相同，从上往下执行，②id不同，id越大优先级越高，越先执行③id为null最后执行(画外音：union查询id为null) - select_type：查询的类型主要用于区分普通查询、联合查询、子查询，类型有
SIMPLE：简单查询。查询不包含子查询和unionPRIMARY：复杂查询中的最外层查询SUBQUERY：在select中的子查询，不在from中DERIVED：在from中的子查询，数据放在临时表中UNION和UNION RESULT：存在union查询，union result获取结果
- 下面列表展示了上面几种查询类型，可以看出在
select_type为union result的时候id是空的
explain select (select name from dept where id = a.dept_id) deptName from (select * from emp) a union select 1;
- table：表示访问的是哪个表，当
from 子句中有子查询时，table列是 格式，表示当前查询依赖 id=N 的查询，于是先执行 id=N 的查询，UNION RESULT的 table 列的值为 - type：访问数据类型，从最优到最差为
system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL system表中只有一条数据，是const的特例，一般的情况下不会出现const查询条件为primary key或者unique key的时候匹配一条数据eq_refprimary key 或 unique key 索引的所有部分被连接使用 ，最多只会返回一条符合条件的记录，这个是const之后最好的链接类型了
explain select * from emp a left join dept d on a.dept_id = d.id;
ref相比 eq_ref，不使用唯一索引，而是使用普通索引或者唯一性索引的部分前缀，索引要和某个值相比较，可能会找到多个符合条件的行。ref可以出现在简单的非唯一索引查询和联合的非唯一索引查询
range范围扫描通常出现在 in(), between ,> ,<, >= ,<=等操作中。使用一个索引来检索给定范围的行index扫描全表索引，这通常比ALL快一些。（index是从索引中读取的，而all是从硬盘中读取）
-- index
explain select job_id from emp ;
all即全表扫描，意味着MySQL需要从头到尾去查找所需要的行。- possible_keys ：这一列显示查询可能使用哪些索引来查找。 explain 时可能出现 possible_keys 有列，而 key 显示 NULL 的情况，这种情况是因为表中数据不多，MySQL认为索引对此查询帮助不大，选择了全表查询。如果该列为null，可以创建索引来提高检索效率
- key：实际使用的索引。如果为null，则表示没有使用索引。如果使用覆盖索引，则和
extra中的using index一致 - key_len：实际使用索引的字节数。(画外音：长度后面介绍，跟编码有关系)注意：
索引最大长度是768字节，超过长度的索引会变为最左前缀。实际使用的时候需要尽可能的减少索引的长度，提高左边的识别度。因为索引占空间 - ref：这一列显示了在key列记录的索引中，表查找值所用到的列或常量，常见的有：const（常量），字段名
- rows：这一列是mysql估计要读取并检测的行数，注意这个不是结果集里的行数
- extra：查询的额外信息，类型以及描述如下表：
| 类型 | 描述 |
|---|---|
Using index |
查询列被索引覆盖，避免回表查询，是查询性能好的表现 |
Using where |
查询列未被索引覆盖，需要回表查询 |
Using where Using index |
查询的列被索引覆盖，并且where筛选条件是索引列之一但是不是索引的前导列，无法通过索引查找到数据 |
Null |
查询的列未被索引覆盖，并且where筛选条件是索引的前导列，意味着用到了索引，但是部分字段未被索引覆盖，必须通过“回表”来实现，不是纯粹地用到了索引，也不是完全没用到索引 |
Using index condition |
查询列不完全被索引覆盖，where条件是前导列的一个范围 |
Using temporary |
使用临时表来处理查询，这个时候需要优化查询 |
Using filesort |
对结果使用一个外部索引排序，而不是按索引次序从表里读取行，这个时候需要优化查询 |
mysql> -- extra
mysql> -- using index
mysql> explain select job_id from emp where job_id = 1;
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ref | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9 | const | 3 | Using index |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- using where
mysql> explain select * from emp where name = '1';
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- Using where Using index
mysql> explain select job_id,name from emp where name = 'frank';
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| 1 | SIMPLE | emp | index | NULL | idx_job_id_name | 139 | NULL | 8 | Using where; Using index |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- Null
mysql> explain select * from emp where job_id = 1;
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------+
| 1 | SIMPLE | emp | ref | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9 | const | 3 | NULL |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- Using index condition
mysql> explain select * from emp where job_id > 100;
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
| 1 | SIMPLE | emp | range | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9 | NULL | 1 | Using index condition |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- Using temporary
mysql> explain select distinct name from emp ;
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+------------------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+------------------------------+
| 1 | SIMPLE | emp | index | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 139 | NULL | 8 | Using index; Using temporary |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- Using filesort
mysql> explain select name from emp order by name;
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------------+
| 1 | SIMPLE | emp | index | NULL | idx_job_id_name | 139 | NULL | 8 | Using index; Using filesort |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
- 画外音：索引的前导列针对联合索引中后面的索引
索引最佳实践
- 全值匹配我最爱
- 最佳左前缀原则(但是skip scan例外)–带头大哥不能少，中间兄弟不能断(只能用到部分的索引)
- 不要再索引上进行任何计算
- 索引不能使用范围右边的列
- 尽量使用覆盖索引（只访问索引的查询（索引列包含查询列）），减少select *语句
- mysql在使用不等于（！=或者<>）的时候无法使用索引会导致全表扫描（如果覆盖索引则可以显示出来）
- is null,is not null 也无法使用索引
- like以通配符开头（’%abc…’）mysql索引失效会变成全表扫描操作
- 字符串不加单引号索引失效
- 少用or,用它连接时很多情况下索引会失效
mysql> -- 最佳左前缀法则(job_id,name)
mysql> explain select job_id from emp where job_id = 1;
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ref | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9 | const | 3 | Using index |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> explain select job_id from emp where name = 'frank';
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| 1 | SIMPLE | emp | index | NULL | idx_job_id_name | 139 | NULL | 8 | Using where; Using index |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- 不在索引列上做任何操作（计算、函数、（自动or手动）类型转换），会导致索引失效而转向全表扫描
mysql> explain select * from emp where job_id + 1 = 3;
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- 存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列
mysql> explain select * from emp where job_id > 100 and name = 'frank';
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
| 1 | SIMPLE | emp | range | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9 | NULL | 1 | Using index condition |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- 尽量使用覆盖索引（只访问索引的查询（索引列包含查询列）），减少select *语句
mysql> explain select id, name, job_id,salary, dept_id from emp where job_id > 100;
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
| 1 | SIMPLE | emp | range | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9 | NULL | 1 | Using index condition |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> explain select job_id from emp where job_id > 100;
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| 1 | SIMPLE | emp | range | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9 | NULL | 1 | Using where; Using index |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- mysql在使用不等于（！=或者<>）的时候无法使用索引会导致全表扫描（如果覆盖索引则可以显示出来）
mysql> explain select name,emp.salary from emp where job_id != 1;
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ALL | idx_job_id_name | NULL | NULL | NULL | 8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- is null,is not null 也无法使用索引
mysql> explain select emp.salary,job_id,name from emp where job_id is not null;
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE | emp | ALL | idx_job_id_name | NULL | NULL | NULL | 8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> -- like以通配符开头（'%abc...'）mysql索引失效会变成全表扫描操作
mysql> explain select name from emp where name like 'frank%';
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| 1 | SIMPLE | emp | index | NULL | idx_job_id_name | 139 | NULL | 8 | Using where; Using index |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
--下面两个比较简单
mysql> -- 字符串不加单引号索引失效
mysql> -- 少用or,用它连接时很多情况下索引会失效
- 最后借用一张图来表示联合索引的最佳实践
总结
- 索引(index)跟新华字典的索引目录类似，提高了检索的效率，在实践过程中也有很多需要注意的地方。平常大家可以多多的通过执行
Explain来查看执行计划，分析SQL，写出高效的SQL，当然如果只是上面的内容还不够大家在日常工作中使用的，接下来还有多篇关于MySQL优化，欢迎关注！
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