Mysql之索引介绍

定义：

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索引用于快速找出某个列中有一特定值的行。

不使用索引，MySQL必须从第一条记录开始读完整个表，直到找出相关的行。表越大，查询数据所花费的时间越多。

如果表中查询的列有一个索引，Mysql能快速到达一个位置去搜索数据文件，而不必查看所有数据。

简介：

索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构，使用索引可以提高数据库中特定数据的查询速度。

索引是一个单独的、存储在磁盘上的数据库结构，他们包含着对数据表里所有记录的引用指针。

使用索引用于快速找出某个或者多个列中有一特定值的行，所有Mysql列类型都可以被索引，对相关列使用索引是提高查询操作速度的最佳途径。

例如：数据库中有2万条记录，现在要执行这样一个查询：

select * from table where num=10000

如果没有索引，必须遍历整个表，直到num等于10000的这一行被找到为止。

如果在num列上创建索引，MySql不需要任何扫描，直接在索引里面找到10000，就可以得知这一行的位置。

索引是存储引擎实现的，因此，每种存储引擎的索引都不一定完全相同，并且每种存储引擎也不一定支持所有索引类型。

根据存储引擎定义每个表的最大索引数和最大索引长度。所有存储引擎支持每个表至少16个索引，总索引长度至少为256字节。大多数存储引擎有更高的限制。

MySql中索引的存储类型有两种：BTREE和HASH，具体和表的存储引擎相关；MyISAM和InnoDB存储引擎都支持BTREE索引；MEMORY/HEAP存储引擎可以支持BTREE和HASH索引。

索引优点：

1、通过创建唯一索引，可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。

2、可以大大加快数据的查询速度，这也是创建索引的最主要的原因。

3、在实现数据的参考完整性方面，可以加速表和表之间的链接。

4、在使用分组和排序子句进行数据查询时，也可以显著减少查询中分组和排序的时间。

索引的缺点：

1、创建索引和维护索引要耗费时间，并且随着数据量的增加所耗费的时间也会增加。

2、索引需要占据磁盘空间，除了数据表占数据空间之外，每一个索引还要占一定的物理空间，如果有大量的索引，索引文件可能比数据文件更快达到最大文件尺寸。

3、当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动态维护，这样就降低了数据的维护速度。

MySql索引的分类：

1、普通索引和唯一索引

    普通索引：Mysql中最基础的索引类型，允许在定义索引的列中插入重复值和空值。

    唯一索引：索引列的值必须唯一，但允许有空值。

如果是组合索引，则列值和组合必须唯一。主键索引是一种特殊唯一索引，不行允许有空值。

2、单列索引和组合索引

    单列索引：一个索引只包含一个列，一个表也可以有多个单列索引。

    组合索引：在表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。

3、全文索引

    全文索引类型为FULLTEXT，在定义索引的列上支持值得全文查找，允许在这些索引列中插入重复值和空值。全文索引可以在CHAR,VARCHAR或者TEXT类型上创建。

只有MyISAM存储引擎支持全文索引。

4、空间索引

    空间索引是对空间数据类型的字段建立索引，Mysql中的空间数据有4中：GEOMETRY、POINT、LINESTRING和POLYGON。Mysl使用SPATIAL关键字进行扩展，使得能够创建正规索引类似的语法创建空间索引。

创建空间索引的列，必须将其声明为NOT NULL，空间索引只能在存储引擎为MyISAM中创建。

索引表的设计原则：

1、索引表不是越多越好，一个表中如果有大量索引，不仅占用硬盘空间，还影响增删改查等语句的性能，因为当表中的数据更改的同时，索引也会进行调整和更新。

2、避免经常更新的表进行过多的索引，并且索引表中的列尽可能少。而经常查询的字段应该创建索引，但要避免添加不必要的字段。

3、数据量小的表最好不要使用索引。遍历的时间短与索引的时候，并不会产生优化效果。

4、在条件表达式中经常用到的不同值较多的列上建立索引，在不同值少的列上不要建立索引。比如性别。

5、当唯一性是某种数据本身的特征时，指定唯一索引。使用唯一索引需要能确保定义的列的数据的完整性，以提高数据的查询速度。

6、在频繁进行排序或者分组（即进行group by 或order by操作）的列上建立索引，如果待排序的列有多个，可以在这些列上建立组合索引。

创建语法：

CREATE TABLE 指定索引列
ALTER TABLE 在存在的表上创建索引
CREATE INDEX 添加索引
CREATE TABLE table_name [col_name data_type]
[UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL] [INDEX|KEY] [index_name] (col_name [length]) [ASC|DESC]

UNIQUE：唯一索引
FULLTEXT：全文索引
SPATIAL：空间索引
[INDEX|KEY]：作用相同，创建索引
col_name：需要创建索引的字段列，必须在表中定义的列
index_name：指定索引名，如果不指定Mysql默认col_name为索引值。
length：索引长度，仅字符串型才可指定
[ASC|DESC]：升序、降序

1、创建普通索引：

mysql> create database lxqdb;
mysql> use lxqdb;
mysql> create table book
      -> (
    -> book_id int not null,
    -> book_name varchar(255) not null,
    -> authors varchar(255) not null,
    -> info varchar(255) null,
    -> comment varchar(255) null,
    -> year_publication year not null,
    -> INDEX(year_publication)
    -> );

查看：

mysql> show create table book \G

KEY `year_publication` (`year_publication`)     # 成功建立索引，mysql自动添加索引名：year_publication

查看索引是否被正确使用：

mysql> explain select * from book where year_publication=2018\G
*************************** 1. row ***************************
              id: 1
          select_type: SIMPLE        # 表示简单的select，不可以使用子查询。其他取值：PRIMARY | UNION | SUBQUERY
             table: book         # 行指定数据表名，它们被按照读取的先后顺序排列
             type: ref          # 行指定本数据表和其他数据表之间的关联。其他取值：system | const | eq_ref | ref | range | index | ALL
         possible_keys: year_publication         # 可以选用的索引
              key: year_publication         # 实际选用的索引
            key_len: 1                   # 索引按字节计算长度，值越小表示越快
              ref: const         # 关联另一个数据表里的列名
             rows: 1           # 执行查询时预计会从这个数据表里读出的数据行的个数
             Extra: Using index condition      # 关联操作信息
    1 row in set (0.00 sec)

2、创建唯一索引：

在比较大庞大的数据表中，为了减少索引列操作的时间。与普通索引唯一不同的是：索引列的值必须唯一，但允许有空值。如果是组合索引，则 列值的组合必须唯一。

创建tb1表，id字段使用UNIQUE创建唯一索引。

mysql> create table tb1
    -> (
    -> id int not null,
    -> name char(20) not null,
    -> UNIQUE INDEX uidx(id)
    -> );

查看：

mysql> show create table tb1\G

UNIQUE KEY `uidx` (`id`)           # id字段上创建了名为uidx的唯一索引。

3、创建单列索引：

单列索引是再数据表中某一字段上创建的索引，一个表中可以创建多个单列索引。

上面的两个例子中创建的索引都是单列索引。

创建tb2表，在表中name字段上创建单列索引。

mysql> create table tb2
    -> (
    -> id int not null,
    -> name char(20) not null,
    -> INDEX Single_idx(name(10))
    -> );

查看：

mysql> show create table tb2\G

KEY `Single_idx` (`name`(10))            # name字段上创建名为Single_idx且长度10的单列索引。

4、创建组合索引：

在多个字段上创建索引。

创建tb3表，id,name,age为索引

mysql> create table tb3
    -> (
    -> id int not null,
    -> name char(20) not null,
    -> age int not null,
    -> info varchar(255),
    -> INDEX Multi_idx(id,name,age)
    -> );

查看：

mysql> show create table tb3\G

KEY `Multi_idx` (`id`,`name`,`age`)            # 建立了组合索引

注意：组合索引可起几个索引的作用，但是使用时并不是随便查询哪个字段都可以使用索引，而是遵从“最左前缀”
最左前缀：利用索引中最左边的列集来匹配，索引中按id\name\age的顺序存放，索引可以搜索下面的字段组合：(id,name,age)、(id,name)、id。
如果列不构成索引最左前缀，mysql不能使用局部索引，如age或者name，age组合则不能使用索引。

查询id和name字段的索引情况：
mysql> explain select * from tb3 where id=1 and name='lxq'\G

key: Multi_idx            # 可以看到使用了MultiIdx的索引。

查询name和age字段的索引情况：
mysql> explain select * from tb3 where name='lxq' and age=23\G

key: NULL                 # 表示并没有使用索引查询。

5、创建全文索引：

只有myisam引擎支持且只为char，varchar，text列。索引总是对整列进行，不支持局部索引。

创建表tb4，在info字段上建全文索引：

mysql> create table tb4
    -> (
    -> id int not null,
    -> name char(20) not null,
    -> age int not null,
    -> info  varchar(255),
    -> FULLTEXT INDEX Fulltext_idx(info)
    -> )engine=myisam;

查看：

mysql> show create table tb4\G

FULLTEXT KEY `Fulltext_idx` (`info`)            # 名为Fulltext_idx的FULLTEXT。适合大型数据，不要在小数据内使用。

6、创建空间索引：

只有myisam引擎支持且只为not null列。

创建tb5表，GEOMETRY字段上创建空间索引：

mysql> create table tb5
    -> (
    -> gmt geometry not null,
    -> SPATIAL INDEX Spat_idx(gmt)
    -> )engine=myisam;

查看：

mysql> show create table t5\G;

SPATIAL KEY `Spat_idx` (`gmt`)        # 名为Spat_idx的GEOMETRY

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                                         我是分割线1

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已存在表中创建索引：

1、在book表中的bookname字段上建bookname_idx的普通索引：

mysql> alter table book add index bookname_idx(book_name(30));

查看：

mysql> show index from book\G
*************************** 2. row ***************************
          Table: book
       Non_unique: 1          # 索引非唯一，1代表非唯一索引，0代表唯
        Key_name: bookname_idx     # 索引名
      Seq_in_index: 1          # 索引中的位置，1为单列，组合索引为每个字段在索引定义中的顺序
       Column_name: book_name      # 索引的列字段
        Collation: A 
       Cardinality: 0
         Sub_part: 30         # 索引长度
         Packed: NULL
          Null:            # 字段是否为空
       Index_type: BTREE        # 索引类型
         Comment:
      Index_comment:
          Table: book

2、在bookid字段上建立名为UniqidIdx的唯一索引：

mysql> alter table book add UNIQUE INDEX Uniqid_idx(book_id);

查看：

mysql> show index from book \G;
*************************** 1. row ***************************
          Table: book
        Non_unique: 0                    # 索引唯一，1代表非唯一索引，0代表唯一索
           Key_name: Uniqid_idx
       Seq_in_index: 1

3、在comment上创建单列索引：

mysql> alter table book add INDEX coment_idx(comment(50));

查看：

mysql> show index from book \G

Sub_part: 50        #只要检索前50个字符

4、在book的authors和info上建组合索引：

mysql> alter table book add INDEX Au_Info_idx(authors(20),info(50));

查看：

mysql> show index from book \G;
     Key_name: Au_Info_idx
 Seq_in_index: 1       # 索引序列1
   Column_name: authors
*******************************
    Key_name: Au_Info_idx
 Seq_in_index: 2             # 索引序列2
  Column_name: info

5、在tb6表gmt字段建空间索引：

建表：

mysql> create table tb6 ( gmt geometry not null)engine=myisam;

增加空间索引：

mysql> alter table tb6 add SPATIAL INDEX spat_idx(gmt);

查看：

mysql>show index from tb6\G

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                                         我是分割线2

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查看索引：

mysql> show create table book \G

  UNIQUE KEY `Uniqid_idx` (`book_id`),
  KEY `year_publication` (`year_publication`),
  KEY `bookname_idx` (`book_name`(30)),
  KEY `coment_idx` (`comment`(50)),
  KEY `Au_Info_idx` (`authors`(20),`info`(50))

或

mysql>show index from book\G

删除索引:

mysql> alter table book drop index Uniqid_idx;            # 删除索引名为Uniqid_idx的索引。

注意：

添加AUTO_INCREMENT约束字段的唯一索引不能被删除。

或

mysql> drop index coment_idx on book;                        # 删除book表内索引名为coment_idx的索引。

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                                         我是分割线3

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总结：

1、索引对数据库的如此重要，应该如何使用？

为数据库选择正确的索引是一项复杂的任务。

如果索引列较少，则需要的磁盘空间和维护开销都较少。

如果在一个大表上创建了多种组合索引，索引文件也膨胀的很快。

另一面索引较多可覆盖更多的查询。

删除创建索引不影响应用程序，也不影响数据库架构，因此应尝试多个不同的索引，从而建立最优的索引。

2、尽量使用短索引。

对字符串类型的字段进行索引，如果可能应该指定一个前缀长度。

例如：有一个char（255）的列，如果在前10个或30个字符内，多数值是唯一的，则不需要对整个列进行索引。

短索引不仅可以提高查询速度而且可以节省磁盘空间、减少I/O操作。

3、是不是索引建立得越多越好？

合理的索引可以提高查询速度，但是不是索引越多越好。在执行插入语句的时候，mysql要为新插入的记录建立索引，所以过多的索引会导致插入操作变的非常慢。

原则上是只在查询用的字段才建立索引。

4、为甚查询语句中的索引没有起作用？

在一些情况下，查询语句中使用了带有索引字段。但索引字段没有起作用。

例如：在where 条件的like关键字匹配的字符串以“%”开头，这种情况下不会起作用。

where条件中使用or关键字链接条件，如果有1个字段没有使用索引，那么其他的索引也不会起作用。

如果使用多列索引，但是没有使用多列索引中的第一个字段，那么多列索引也不会起作用。