MySQL进阶:索引的使用及理解
MySQL索引
- 前言
- 什么是索引?
- 索引的优缺点?
- MySql索引
- 添加索引的sql语句
-
- 添加PRIMARY KEY（主键索引）
- 添加UNIQUE(唯一索引)
- 添加INDEX(普通索引)
- 添加FULLTEXT(全文索引)
- 添加多列索引
- 索引的底层数据结构
- 哈希索引
- BTree树索引
- 为什么索引会提高查找速度?
- 最左前缀原则
- 使用索引的注意事项
前言
索引是mysql中非常重要的一个知识点,掌握好索引的原理对系统的优化至关重要
什么是索引?
索引是一种用于快速查询和检索数据的数据结构。mysql中的索引结构有: B+树和Hash。
索引的作用就相当于目录的作用。我们只需先去目录里查找字的位置，然后直接翻到那一页就行了。这样查找就会非常快
索引的优缺点?
优点:
- 可以大大加快数据的检索速度(减少的检索的数据量), 这也是创建索引的最主要的原因。毕竟大部分系统的读请求总是大于写请求的
- 通过索引列对数据进行排序, 降低数据排序的成本, 减少cpu的消耗
缺点:
- 创建索引和维护索引需要耗费额外的时间, 所以更新表的时候会慢一点
- 占用物理存储空间
MySql索引
- 单列索引：单列索引中包含(普通,唯一,主键,前缀)这四个索引, 一个索引只包含单个列，但一个表中可以有多个单列索引。
- 普通索引：普通索引的唯一作用就是为了快速查询数据，一张表允许创建多个普通索引，并允许数据重复和NULL。
- 唯一索引：索引列中的值必须是唯一的，但是允许为空值。
- 主键索引：一种特殊的唯一索引，不允许有空值。
- 前缀索引 ：前缀索引只适用于字符串类型的数据。前缀索引是对文本的前几个字符创建索引，相比普通索引建立的数据更小， 因为只取前几个字符。
- 组合索引: 在表中的多个字段组合上创建的索引，只有在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集合。这个如果还不明白，等后面举例讲解时在细说。
- 全文索引: 全文索引主要是为了检索大文本数据中的关键字的信息，是目前搜索引擎数据库使用的一种技术。Mysql5.6之前只有MYISAM引擎支持全文索引，5.6之后InnoDB也支持了全文索引。
- 空间索引: 是对空间数据类型的字段建立的索引，MySQL中的空间数据类型有四种，GEOMETRY、POINT、LINESTRING、POLYGON。 在创建空间索引时，使用SPATIAL关键字。(这个没用过,咱也不理解)
innoDB存储引擎下的索引分类
回表查询 思考题: 已知name是二级索引,通过name查询的时候是怎么查询的?
答: 由于数据innodb底层是b+树实现的, 所以查询的时候 会通过二叉树的查找模式来进行查找. b+树的每个叶子节点都会存放数据, 而二级索引存放的是这行数据的id值, 所以拿到id后, 需要在查找一下聚集索引, 聚集索引的叶子节点存放的是这行数据的所有信息. 这个行为也称为回表查询
添加索引的sql语句
添加PRIMARY KEY（主键索引）
ALTER TABLE `table_name` ADD PRIMARY KEY (`column`)
添加UNIQUE(唯一索引)
ALTER TABLE `table_name` ADD UNIQUE (`column`)
添加INDEX(普通索引)
ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name (`column`)
添加FULLTEXT(全文索引)
ALTER TABLE `table_name` ADD FULLTEXT (`column`)
添加多列索引
ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name (`column1`, `column2`, `column3`)
索引的底层数据结构
哈希索引
对于哈希索引来说，底层的数据结构就是哈希表，因此在绝大多数需求为单条记录查询的时候，可以选择哈希索引，查询性能最快；其余大部分场景，建议选择BTree索引。
BTree树索引
一种很普遍的数据库索引结构。其特点是定位高效、利用率高、自我平衡，理论上，使用Btree在亿条数据与100条数据中定位记录的花销相同。
为什么索引会提高查找速度?
首先要从mysql的存储说起: mysql的存储形式是页, 在没有使用索引时,
- 定位到记录所在的页：需要遍历双向链表，找到所在的页
- 从所在的页内中查找相应的记录：由于不是根据主键查询，只能遍历所在页的单链表了,这种查找时间复杂度为O(n)
当添加索引后: 就是将无序的数据变成有序(相对),通过 “目录” 就可以很快地定位到对应的页上了！（二分查找，时间复杂度近似为O(logn)）
最左前缀原则
如User表的name和city加联合索引就是(name,city)，而最左前缀原则指的是，如果查询的时候查询条件精确匹配索引的左边连续一列或几列，则此列就可以被用到。
select * from user where name=xx and city=xx ; ／／可以命中索引
select * from user where name=xx ; // 可以命中索引
select * from user where city=xx ; // 无法命中索引
例如组合索引（a,b,c），组合索引的生效原则是从前往后依次使用生效，如果中间某个索引没有使用，那么断点前面的索引部分起作用，断点后面的索引没有起作用；
如下:
where a=3 and b=45 and c=5 .... 这种三个索引顺序使用中间没有断点，全部发挥作用；
where a=3 and c=5... 这种情况下b就是断点，a发挥了效果，c没有效果
where b=3 and c=4... 这种情况下a就是断点，在a后面的索引都没有发挥作用，这种写法联合索引没有发挥任何效果；
where b=45 and a=3 and c=5 .... 这个跟第一个一样，全部发挥作用，abc只要用上了就行，跟写的顺序无关
使用索引的注意事项
- 经常需要搜索的列上，可以加快搜索的速度。
- 经常使用在WHERE子句中的列上面创建索引，加快条件的判断速度。
- 经常需要排序的列上创 建索引，因为索引已经排序，这样查询可以利用索引的排序，加快排序查询时间。
- 对于中到大型表索引都是非常有效的，但是特大型表的话维护开销会很大，不适合建索引。
- 经常用在连接的列上，这 些列主要是一些外键，可以加快连接的速度。
- 避免 where 子句中对宇段施加函数，这会造成无法命中索引。
- 使用InnoDB时使用与业务无关的自增主键作为主键，即使用逻辑主键，而不要使用业务主键。
- 删除长期未使用的索引。
索引的知识点还是蛮多的,用好索引会让你的sql变得飞快