MySQL索引学习

一、什么是索引

​ 索引（在MySQL中也叫做“键（key）”）是一种数据结构，作用是存储引擎用于快速找到记录。一个简单的类比就是，书籍的目录，我们通过目录去快速找到某一个章节的位置。

二、索引的结构

​ 索引是在引擎层实现的。MySQL5.5以后默认使用InnoDB存储引擎，我们建表用的也都基本是InnoDB。

转载自 深入浅出mysql数据库

1：B-Tree

​ 常用的是InnoDB引擎，它的索引结构是B+树，我们从B树说起。B树属于多叉树，又叫平衡多路查找树，是有多个查找路径的。

m阶B-Tree满足规则

（1）m阶的含义为，每个节点最多有m个查找路径，且m>=2，当m=2是时二叉树

（2）如果一个非叶节点有n个子节点，则该节点的关键字数等于n-1

（3）除了根节点外，每个节点的关键字数量为[ceil(m/2)-1,m-1]（注ceil()是个向正无穷方向取整的函数，如ceil(1.2)=2）

（4）所有叶子都出现在同一层

（5）所有节点的关键字是按递增次数排列，并遵循左大右小原则

示例

查询

（1）查询35,和根节点比较,小于,找到指向左边的子节点

（2）拿到关键字30和40，30<35<40,所以找到中间节点

（3）拿到35和38，因为35==35，直接但会关键字和指针信息，如果是查询36，返回null

插入

将55，57，66，60，70，85，80，90构建5路查找树

满足规则左小右大，当第一行到第二行时，当前节点已经满足五叉，所以再插入时要做节点的拆分，拆分规则是将中间的元素提出到父节点，左右各单独构成节点。第二行到第三行也是如此。

删除

此时结点最多有4个key,最少有2个key,少于2个key向兄弟节点借,能借到的话，父节点下沉，兄弟节点上移，借不到的话就合并

2：B+Tree

和B-Tree的不同点

（1）B+Tree叶子节点保存了父节点的所有关键字和关键字记录的指针，每个叶子节点的关键字从小到大链接

（2）内节点不存储data，只存储key；叶子节点不存储指针。因此所有数据地址必须要到叶子节点才能获取到，所以每次数据查询的次数都一样

示例

为什么B+树适合索引

（1）内部节点取消data部分，每一页可以容纳更多的数据，减少磁盘IO的次数

（2）数据全部存储在叶节点，所有的查找都是从根到叶，每一个数据的查询效率相当。B+树查询效率稳定，B树不固定，和位置有关

（3）通过增加顺序访问指针提高区间查询效率。

3：hash索引

​ 用的相对较少，在memory引擎中支持，简单的介绍一下

​ hash索引基于哈希表键值对实现，哈希索引将所有的哈希码存储在索引中，同时在哈希表中保存指向每个数据行的指针。如果哈希码相同，索引会以链表的方式存放多个记录指针到一个哈希条目中。

​ 优势是用于等值匹配。

三、索引的类别

1：聚集（聚簇）和非聚集索引

聚集索引是和数据存放的物理位置顺序相同的，例子：字典中的按拼音查找，拼音的顺序就是后面字的顺序，表中的聚集索引只能有一个，因为只有一种顺序

非聚集索引是和数据存放的物理位置顺序不同的，例子：字典的按笔画或偏旁查找，和后面字的顺序不同

2：唯一索引和主键索引

唯一索引列的值必须唯一，不允许重复，允许有空值，就是我们常用的UNIQUE KEY

主键索引是特殊的唯一索引，不允许有空值，就是我们常用的 PRIMARY KEY，在innodb引擎里面，主键就是聚集索引。

回表：如果通过主键索引去查找，它的叶子节点存的是整行的数据。通过非主键索引去查找，得到id的值，再去主键的索引在搜索一次，这个过程叫回表

3：全文索引

FULLTEXT索引用于全文搜索。只有InnoDB和 MyISAM存储引擎支持 FULLTEXT索引和仅适用于 CHAR， VARCHAR和 TEXT列。

4：组合索引

将几个索引组合使用，生效的条件是最左匹配原则，即最左优先，在检索数据时从组合索引的最左边开始匹配。

四、使用索引注意事项

参考和我们组做的慢SQL优化，得出以下注意事项

1：索引覆盖

查询的数据只要从索引中就能够获得，不用再从数据表中读取，即查询和条件中的所有的数据被所使用的索引覆盖，就是不需要回表了。MySQL只能用B-tree索引来做覆盖索引

2：组合索引顺序

在建立组合索引时，区分度大的列需要前置，减少后面的扫描行数。

3：索引的长度

对于很长字符列，可以索引开始的部分字符，这样可以大大节约索引空间，从而提高索引的效率。判断方法是增加长度区分度不明显上升

4：排序

当where语句中已经使用了索引的话，order by中的列不会使用索引，尽量减少使用排序操作，尽量不要包含多个列的排序，如果需要最好给这些列创建符合索引

5：影响

在优化索引时，不能只考虑一个sql的优化，需要全盘去考虑，要尽量的满足大部分的sql也能命中索引，避免索引浪费。

6：独立的列

查询条件不能是表达式或函数，会导致索引失效

五、执行计划简析

分析索引需要用到，在select语句之前加上explain extended关键字

几个关键的信息

1：key

显示MySQL实际用那个索引来查找，没有使用索引该列为null

2：rows

预计扫描的行数，可以和总行数对比，或者感觉太多，多半是有问题

3：extra

扩展信息

Using filesort：mysql 会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。此时mysql会根据联接类型浏览所有符合条件的记录，并保存排序关键字和行指针，然后排序关键字并按顺序检索行信息。这种情况下一般也是要考虑使用索引来优化的。

Using temporary：mysql需要创建一张临时表来处理查询。出现这种情况一般是要进行优化的，首先是想到用索引来优化。