索引概述
索引优势劣势
索引结构
索引分类
索引语法
索引设计原则
MySQL索引的建立对于MySQL的高效运行是很重要的,索引可以大大提高MySQL的检索速度。
打个比方,如果合理的设计且使用索引的MySQL是一辆兰博基尼的话,那么没有设计和使用索引的MySQL就是一个人力三轮车。
拿汉语字典的目录页(索引)打比方,我们可以按拼音、笔画、偏旁部首等排序的目录(索引)快速查找到需要的字。
索引分单列索引和组合索引。单列索引,即一个索引只包含单个列,一个表可以有多个单列索引,但这不是组合索引。组合索引,即一个索引包含多个列。
创建索引时,你需要确保该索引是应用在 SQL 查询语句的条件(一般作为 WHERE 子句的条件)。
实际上,索引也是一张表,该表保存了主键与索引字段,并指向实体表的记录。
上面都在说使用索引的好处,但过多的使用索引将会造成滥用。因此索引也会有它的缺点:虽然索引大大提高了查询速度,同时却会降低更新表的速度,如对表进行INSERT、UPDATE和DELETE。因为更新表时,MySQL不仅要保存数据,还要保存一下索引文件。
建立索引会占用磁盘空间的索引文件。
1、类似于书箱的目录索引,提高故据检索的效率,降低数据库的IO成本了
2、通过素引列对数据进行排序,降低数据排序的成本,降低CPU的消耗。
1、实际上索引也是一张表,该表中保存了主键与索引字段,并指向实体类的记录,所以索引列也是要占用空间的。
2、虽然素引大大提高了查询效率,同时却也降低更新表的速度,如对表进行INSERT、UPDATE、DELETE。因为更新表时,MySQL不仅要保存数据,还要保存一下索引文件每次更新添加了索引列的字段,都会调整因为更新所带来的键值变化后的索引信息。
索引是在MySQL的存储引擎层中实现的,而不是在服务器层实现的。所以每种存储引擎的索引都不一定完全相同,也不是所有的存储引擎都支持所有的索引类型的。MySQL目前提供了以下4种索引:
BTREE索引:最常见的索引类型,大部分索引都支持B树索引。
HASH索引:只有Memory引擎支持,使用场景简单。
R-tree索引(空间索引):空间索引是MyISAM引擎的一个特殊索引类型,主要用于地理空间数据类型,通常使用较少,不做特别介绍。
Full-text(全文索引):全文索引也是MyISAM的一个特殊索引类型,主要用于全文索引,InnoDB从Mysql5.6版本开始支持全文索引。
我们平常所说的索引,如果没有特别指明,都是指B+树(多路搜素树,并不一定是二叉的)结构组织的索引。其中聚集索引、复合素引、前缀索引、唯一索引默认都是使用B+tree树索引,统称为索引。
BTree又叫多路平衡搜索树,一颗m叉的BTree特性如下:
以5叉BTree为例,key的数量:公式推导[ceil(m/2)-1]<=n<=m-1。所以2<=n<=4。当n>4时,中间节点分裂到父节点,两边节点分裂。
插入C N G A H E K Q M F W L T Z D P R X Y S 数据为例。
演变过程如下:
1.插入前4个字母C N G A
2.插入H,n>4,中间元素G字母向上分裂到新的节点
3.插入E,K,Q不需要分裂
4.插入M,中间元素M字母向上分裂到父节点G
5.插入F,W,L,T不需要分裂
6.插入Z,中间元素T向上分裂到父节点中
7.插入D,中间元素D向上分裂到父节点中。然后插入P,R,X,Y不需要分裂
8.最后插入S,NPQR节点n>5,中间节点Q向上分裂,但分裂后节点DGMT的n>5,中间节点M向上分裂
到此,该BTREE树就已经构建完成了,BTREE树和二叉树相比,查询数据的效率更高,因为对于相同的数据量来说,BTREE的层级结构比二叉树小,因此搜索速度快。
B+Tree为BTree的变种,B+Tree与BTree的区别为:
MySql索引数据结构对经典的B+Tree进行了优化。在原B+Tree的基础上,增加一个指向相邻叶子节点的链表指针,就形成了带有顺序指针的B+Tree,提高区间访问的性能。
MySQL中的B+Tree索引结构示意图:
单值索引:即一个索引只包含单个列,一个表可以有多个单列素引
唯一索引:索引列的值必须唯一,但允许有空值
复合索引:即一个索引包含多个列
索引在创建表的时候,可以同时创建,也可以随时增加新的索引。
准备环境:
CREATE DATABASE demo_01 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
USE demo_01;
CREATE TABLE `city` (
`city_id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`city_name` VARCHAR(50) NOT NULL,
`country_id` INT(11) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`city_id`)
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;
CREATE TABLE `country` (
`country_id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`country_name` VARCHAR(100) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`country_id`)
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `city` (`city_id`, `city_name`, `country_id`) VALUES(1,'西安',1);
INSERT INTO `city` (`city_id`, `city_name`, `country_id`) VALUES(2,'NewYork',2);
INSERT INTO `city` (`city_id`, `city_name`, `country_id`) VALUES(3,'北京',1);
INSERT INTO `city` (`city_id`, `city_name`, `country_id`) VALUES(4,'上海',1);
INSERT INTO `country` (`country_id`, `country_name`) VALUES(1,'China');
INSERT INTO `country` (`country_id`, `country_name`) VALUES(2,'America');
INSERT INTO `country` (`country_id`, `country_name`) VALUES(3,'Japan');
INSERT INTO `country` (`country_id`, `country_name`) VALUES(4,'UK');
语法:
CREATE [UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL] INDEX index_name
[USING index_type]
ON tbl_name(index_col_name,...)
index_col_name : column_name[(length)][ASC | DESC]
示例
为city表中的city_name字段创建索引 ;
CREATE INDEX idx_city_name ON city(city_name);
语法:
show index from table_name;
示例:查看city表中的索引信息;
SHOW INDEX FROM city;
语法 :
DROP INDEX index_name ON tbl_name;
示例 :
删除city表上的索引idx_city_name
DROP INDEX idx_city_name ON city;
1. alter table tb_name add primary key(column_list);
该语句添加一个主键,这意味着索引值必须是唯一的,且不能为NULL
2. alter table tb_name add unique index_name(column_list);
这条语句创建索引的值必须是唯一的(除了NULL外,NULL可能会出现多次)
3. alter table tb_name add index index_name(column_list);
添加普通索引, 索引值可以出现多次。
4. alter table tb_name add fulltext index_name(column_list);
该语句指定了索引为FULLTEXT, 用于全文索引
索引的设计可以遵循一些已有的原则,创建索引的时候请尽量考虑符合这些原则,便于提升索引的使用效率,更高效的使用索引。
对查询频次较高,且数据量比较大的表建立索引。
索引字段的选择,最佳候选列应当从where子句的条件中提取,如果where子句中的组合比较多,那么应当挑选最常用、过滤效果最好的列的组合。
使用唯一索引,区分度越高,使用索引的效率越高。
索引可以有效的提升查询数据的效率,但索引数量不是多多益善,索引越多,维护索引的代价自然也就水涨船高。对于插入、更新、删除等DML操作比较频繁的表来说,索引过多,会引入相当高的维护代价,降低DML操作的效率,增加相应操作的时间消耗。另外索引过多的话,MySQL也会犯选择困难病,虽然最终仍然会找到一个可用的索引,但无疑提高了选择的代价。
使用短索引,索引创建之后也是使用硬盘来存储的,因此提升索引访问的I/O效率,也可以提升总体的访问效率。假如构成索引的字段总长度比较短,那么在给定大小的存储块内可以存储更多的索引值,相应的可以有效的提升MySQL访问索引的I/O效率。
利用最左前缀,N个列组合而成的组合索引,那么相当于是创建了N个索引,如果查询时where子句中使用了组成该索引的前几个字段,那么这条查询SQL可以利用组合索引来提升查询效率。
创建复合索引:
CREATE INDEX idx_name_email_status ON tb_seller(NAME,email,STATUS);
就相当于
对name 创建索引 ;
对name , email 创建了索引 ;
对name , email, status 创建了索引 ;