mysql六:索引原理与慢查询优化
一 介紹
為何要有索引?
一般的應用系統，讀寫比例在10:1左右，而且插入操作和一般的更新操作很少出現性能問題，在生產環境中，我們遇到最多的，也是最容易出問題的，還是一些復雜的查詢操作，因此對查詢語句的優化顯然是重中之重。說起加速查詢，就不得不提到索引了。
什么是索引？
索引在MySQL中也叫做“鍵”，是存儲引擎用于快速找到記錄的一種數據結構。索引對于良好的性能
非常關鍵，尤其是當表中的數據量越來越大時，索引對于性能的影響愈發重要。
索引優化應該是對查詢性能優化最有效的手段了。索引能夠輕易將查詢性能提高好幾個數量級。
索引相當于字典的音序表，如果要查某個字，如果不使用音序表，則需要從幾百頁中逐頁去查。
二 索引的原理
一 索引原理
索引的目的在于提高查詢效率，與我們查閱圖書所用的目錄是一個道理：先定位到章，然后定位到該章下的一個小節，然后找到頁數。相似的例子還有：查字典，查火車車次，飛機航班等
本質都是：通過不斷地縮小想要獲取數據的范圍來篩選出最終想要的結果，同時把隨機的事件變成順序的事件，也就是說，有了這種索引機制，我們可以總是用同一種查找方式來鎖定數據。
數據庫也是一樣，但顯然要復雜的多，因為不僅面臨著等值查詢，還有范圍查詢(>、<、between、in)、模糊查詢(like)、并集查詢(or)等等。數據庫應該選擇怎么樣的方式來應對所有的問題呢？我們回想字典的例子，能不能把數據分成段，然后分段查詢呢？最簡單的如果1000條數據，1到100分成第一段，101到200分成第二段，201到300分成第三段......這樣查第250條數據，只要找第三段就可以了，一下子去除了90%的無效數據。但如果是1千萬的記錄呢，分成幾段比較好？稍有算法基礎的同學會想到搜索樹，其平均復雜度是lgN，具有不錯的查詢性能。但這里我們忽略了一個關鍵的問題，復雜度模型是基于每次相同的操作成本來考慮的。而數據庫實現比較復雜，一方面數據是保存在磁盤上的，另外一方面為了提高性能，每次又可以把部分數據讀入內存來計算，因為我們知道訪問磁盤的成本大概是訪問內存的十萬倍左右，所以簡單的搜索樹難以滿足復雜的應用場景。
二 磁盤IO與預讀
前面提到了訪問磁盤，那么這里先簡單介紹一下磁盤IO和預讀，磁盤讀取數據靠的是機械運動，每次讀取數據花費的時間可以分為尋道時間、旋轉延遲、傳輸時間三個部分，尋道時間指的是磁臂移動到指定磁道所需要的時間，主流磁盤一般在5ms以下；旋轉延遲就是我們經常聽說的磁盤轉速，比如一個磁盤7200轉，表示每分鐘能轉7200次，也就是說1秒鐘能轉120次，旋轉延遲就是1/120/2 = 4.17ms；傳輸時間指的是從磁盤讀出或將數據寫入磁盤的時間，一般在零點幾毫秒，相對于前兩個時間可以忽略不計。那么訪問一次磁盤的時間，即一次磁盤IO的時間約等于5+4.17 = 9ms左右，聽起來還挺不錯的，但要知道一臺500 -MIPS（Million Instructions Per Second）的機器每秒可以執行5億條指令，因為指令依靠的是電的性質，換句話說執行一次IO的時間可以執行約450萬條指令，數據庫動輒十萬百萬乃至千萬級數據，每次9毫秒的時間，顯然是個災難。下圖是計算機硬件延遲的對比圖，供大家參考：
?
考慮到磁盤IO是非常高昂的操作，計算機操作系統做了一些優化，當一次IO時，不光把當前磁盤地址的數據，而是把相鄰的數據也都讀取到內存緩沖區內，因為局部預讀性原理告訴我們，當計算機訪問一個地址的數據的時候，與其相鄰的數據也會很快被訪問到。每一次IO讀取的數據我們稱之為一頁(page)。具體一頁有多大數據跟操作系統有關，一般為4k或8k，也就是我們讀取一頁內的數據時候，實際上才發生了一次IO，這個理論對于索引的數據結構設計非常有幫助。
三 索引的數據結構
前面講了索引的基本原理，數據庫的復雜性，又講了操作系統的相關知識，目的就是讓大家了解，任何一種數據結構都不是憑空產生的，一定會有它的背景和使用場景，我們現在總結一下，我們需要這種數據結構能夠做些什么，其實很簡單，那就是：每次查找數據時把磁盤IO次數控制在一個很小的數量級，最好是常數數量級。那么我們就想到如果一個高度可控的多路搜索樹是否能滿足需求呢？就這樣，b+樹應運而生。
如上圖，是一顆b+樹，關于b+樹的定義可以參見B+樹，這里只說一些重點，淺藍色的塊我們稱之為一個磁盤塊，可以看到每個磁盤塊包含幾個數據項（深藍色所示）和指針（黃色所示），如磁盤塊1包含數據項17和35，包含指針P1、P2、P3，P1表示小于17的磁盤塊，P2表示在17和35之間的磁盤塊，P3表示大于35的磁盤塊。真實的數據存在于葉子節點即3、5、9、10、13、15、28、29、36、60、75、79、90、99。非葉子節點只不存儲真實的數據，只存儲指引搜索方向的數據項，如17、35并不真實存在于數據表中。
###b+樹的查找過程
如圖所示，如果要查找數據項29，那么首先會把磁盤塊1由磁盤加載到內存，此時發生一次IO，在內存中用二分查找確定29在17和35之間，鎖定磁盤塊1的P2指針，內存時間因為非常短（相比磁盤的IO）可以忽略不計，通過磁盤塊1的P2指針的磁盤地址把磁盤塊3由磁盤加載到內存，發生第二次IO，29在26和30之間，鎖定磁盤塊3的P2指針，通過指針加載磁盤塊8到內存，發生第三次IO，同時內存中做二分查找找到29，結束查詢，總計三次IO。真實的情況是，3層的b+樹可以表示上百萬的數據，如果上百萬的數據查找只需要三次IO，性能提高將是巨大的，如果沒有索引，每個數據項都要發生一次IO，那么總共需要百萬次的IO，顯然成本非常非常高。
###b+樹性質
1.索引字段要盡量的小：通過上面的分析，我們知道IO次數取決于b+數的高度h，假設當前數據表的數據為N，每個磁盤塊的數據項的數量是m，則有h=㏒(m+1)N，當數據量N一定的情況下，m越大，h越小；而m = 磁盤塊的大小 / 數據項的大小，磁盤塊的大小也就是一個數據頁的大小，是固定的，如果數據項占的空間越小，數據項的數量越多，樹的高度越低。這就是為什么每個數據項，即索引字段要盡量的小，比如int占4字節，要比bigint8字節少一半。這也是為什么b+樹要求把真實的數據放到葉子節點而不是內層節點，一旦放到內層節點，磁盤塊的數據項會大幅度下降，導致樹增高。當數據項等于1時將會退化成線性表。
2.索引的最左匹配特性：當b+樹的數據項是復合的數據結構，比如(name,age,sex)的時候，b+數是按照從左到右的順序來建立搜索樹的，比如當(張三,20,F)這樣的數據來檢索的時候，b+樹會優先比較name來確定下一步的所搜方向，如果name相同再依次比較age和sex，最后得到檢索的數據；但當(20,F)這樣的沒有name的數據來的時候，b+樹就不知道下一步該查哪個節點，因為建立搜索樹的時候name就是第一個比較因子，必須要先根據name來搜索才能知道下一步去哪里查詢。比如當(張三,F)這樣的數據來檢索時，b+樹可以用name來指定搜索方向，但下一個字段age的缺失，所以只能把名字等于張三的數據都找到，然后再匹配性別是F的數據了， 這個是非常重要的性質，即索引的最左匹配特性。
三 MySQL索引管理
一 功能
#1. 索引的功能就是加速查找 #2. mysql中的primary key，unique，聯合唯一也都是索引，這些索引除了加速查找以外，還有約束的功能二 MySQL的索引分類
普通索引INDEX：加速查找唯一索引：-主鍵索引PRIMARY KEY：加速查找+約束（不為空、不能重復）-唯一索引UNIQUE:加速查找+約束（不能重復）聯合索引：-PRIMARY KEY(id,name):聯合主鍵索引-UNIQUE(id,name):聯合唯一索引-INDEX(id,name):聯合普通索引 舉個例子來說，比如你在為某商場做一個會員卡的系統。這個系統有一個會員表 有下列字段： 會員編號 INT 會員姓名 VARCHAR(10) 會員身份證號碼 VARCHAR(18) 會員電話 VARCHAR(10) 會員住址 VARCHAR(50) 會員備注信息 TEXT那么這個 會員編號，作為主鍵，使用 PRIMARY 會員姓名 如果要建索引的話，那么就是普通的 INDEX 會員身份證號碼 如果要建索引的話，那么可以選擇 UNIQUE （唯一的，不允許重復）#除此之外還有全文索引，即FULLTEXT 會員備注信息 ， 如果需要建索引的話，可以選擇全文搜索。 用于搜索很長一篇文章的時候，效果最好。 用在比較短的文本，如果就一兩行字的，普通的 INDEX 也可以。 但其實對于全文搜索，我們并不會使用MySQL自帶的該索引，而是會選擇第三方軟件如Sphinx，專門來做全文搜索。#其他的如空間索引SPATIAL，了解即可，幾乎不用 各個索引的應用場景 View Code三 索引的兩大類型hash與btree
#我們可以在創建上述索引的時候，為其指定索引類型，分兩類 hash類型的索引：查詢單條快，范圍查詢慢 btree類型的索引：b+樹，層數越多，數據量指數級增長（我們就用它，因為innodb默認支持它）#不同的存儲引擎支持的索引類型也不一樣 InnoDB 支持事務，支持行級別鎖定，支持 B-tree、Full-text 等索引，不支持 Hash 索引； MyISAM 不支持事務，支持表級別鎖定，支持 B-tree、Full-text 等索引，不支持 Hash 索引； Memory 不支持事務，支持表級別鎖定，支持 B-tree、Hash 等索引，不支持 Full-text 索引； NDB 支持事務，支持行級別鎖定，支持 Hash 索引，不支持 B-tree、Full-text 等索引； Archive 不支持事務，支持表級別鎖定，不支持 B-tree、Hash、Full-text 等索引；四 創建/刪除索引的語法
#方法一：創建表時 CREATE TABLE 表名 (字段名1 數據類型 [完整性約束條件…],字段名2 數據類型 [完整性約束條件…],[UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL ] INDEX | KEY[索引名] (字段名[(長度)] [ASC |DESC]) );#方法二：CREATE在已存在的表上創建索引CREATE [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL ] INDEX 索引名 ON 表名 (字段名[(長度)] [ASC |DESC]) ;#方法三：ALTER TABLE在已存在的表上創建索引ALTER TABLE 表名 ADD [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL ] INDEX索引名 (字段名[(長度)] [ASC |DESC]) ;#刪除索引：DROP INDEX 索引名 ON 表名字;四 測試索引
1 準備
#1. 準備表 create table s1( id int, name varchar(20), gender char(6), email varchar(50) );#2. 創建存儲過程，實現批量插入記錄 delimiter $$ #聲明存儲過程的結束符號為$$ create procedure auto_insert1() BEGINdeclare i int default 1;while(i<3000000)doinsert into s1 values(i,concat('egon',i),'male',concat('egon',i,'@oldboy'));set i=i+1;end while; END$$ #$$結束 delimiter ; #重新聲明分號為結束符號#3. 查看存儲過程 show create procedure auto_insert1\G #4. 調用存儲過程 call auto_insert1();2 在沒有索引的前提下測試查詢速度
#無索引：mysql根本就不知道到底是否存在id等于333333333的記錄，只能把數據表從頭到尾掃描一遍，此時有多少個磁盤塊就需要進行多少IO操作，所以查詢速度很慢 mysql> select * from s1 where id=333333333; Empty set (0.33 sec)三 在表中已經存在大量數據的前提下，為某個字段段建立索引，建立速度會很慢
四 在索引建立完畢后，以該字段為查詢條件時，查詢速度提升明顯
PS：
1. mysql先去索引表里根據b+樹的搜索原理很快搜索到id等于333333333的記錄不存在，IO大大降低，因而速度明顯提升
2. 我們可以去mysql的data目錄下找到該表，可以看到占用的硬盤空間多了
3. 需要注意，如下圖
ps：我們可以去mysql的data目錄下找到該表，可以看到占用的硬盤空間多了
?五 總結
#1. 一定是為搜索條件的字段創建索引，比如select * from s1 where id = 333;就需要為id加上索引#2. 在表中已經有大量數據的情況下，建索引會很慢，且占用硬盤空間，建完后查詢速度加快 比如create index idx on s1(id);會掃描表中所有的數據，然后以id為數據項，創建索引結構，存放于硬盤的表中。 建完以后，再查詢就會很快了。#3. 需要注意的是：innodb表的索引會存放于s1.ibd文件中，而myisam表的索引則會有單獨的索引文件table1.MYI MySAM索引文件和數據文件是分離的，索引文件僅保存數據記錄的地址。而在innodb中，表數據文件本身就是按照B+Tree（BTree即Balance True）組織的一個索引結構，這棵樹的葉節點data域保存了完整的數據記錄。這個索引的key是數據表的主鍵，因此innodb表數據文件本身就是主索引。 因為inndob的數據文件要按照主鍵聚集，所以innodb要求表必須要有主鍵（Myisam可以沒有），如果沒有顯式定義，則mysql系統會自動選擇一個可以唯一標識數據記錄的列作為主鍵，如果不存在這種列，則mysql會自動為innodb表生成一個隱含字段作為主鍵，這字段的長度為6個字節，類型為長整型.?
六 正確使用索引
一 索引未命中
并不是說我們創建了索引就一定會加快查詢速度，若想利用索引達到預想的提高查詢速度的效果，我們在添加索引時，必須遵循以下問題
1 范圍問題，或者說條件不明確，條件中出現這些符號或關鍵字：>、>=、<、<=、!= 、between...and...、like、
大于號、小于號
不等于！=
between ...and...
like
2?盡量選擇區分度高的列作為索引,區分度的公式是count(distinct col)/count(*)，表示字段不重復的比例，比例越大我們掃描的記錄數越少，唯一鍵的區分度是1，而一些狀態、性別字段可能在大數據面前區分度就是0，那可能有人會問，這個比例有什么經驗值嗎？使用場景不同，這個值也很難確定，一般需要join的字段我們都要求是0.1以上，即平均1條掃描10條記錄
#先把表中的索引都刪除，讓我們專心研究區分度的問題 mysql> desc s1; +--------+-------------+------+-----+---------+-------+ | Field | Type | Null | Key | Default | Extra | +--------+-------------+------+-----+---------+-------+ | id | int(11) | YES | MUL | NULL | | | name | varchar(20) | YES | | NULL | | | gender | char(5) | YES | | NULL | | | email | varchar(50) | YES | MUL | NULL | | +--------+-------------+------+-----+---------+-------+ rows in set (0.00 sec)mysql> drop index a on s1; Query OK, 0 rows affected (0.20 sec) Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0mysql> drop index d on s1; Query OK, 0 rows affected (0.18 sec) Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0mysql> desc s1; +--------+-------------+------+-----+---------+-------+ | Field | Type | Null | Key | Default | Extra | +--------+-------------+------+-----+---------+-------+ | id | int(11) | YES | | NULL | | | name | varchar(20) | YES | | NULL | | | gender | char(5) | YES | | NULL | | | email | varchar(50) | YES | | NULL | | +--------+-------------+------+-----+---------+-------+ rows in set (0.00 sec)#先把表中的索引都刪除，讓我們專心研究區分度的問題 我們編寫存儲過程為表s1批量添加記錄，name字段的值均為egon，也就是說name這個字段的區分度很低（gender字段也是一樣的，我們稍后再搭理它）回憶b+樹的結構，查詢的速度與樹的高度成反比，要想將樹的高低控制的很低，需要保證：在某一層內數據項均是按照從左到右，從小到大的順序依次排開，即左1<左2<左3<...而對于區分度低的字段，無法找到大小關系，因為值都是相等的，毫無疑問，還想要用b+樹存放這些等值的數據，只能增加樹的高度，字段的區分度越低，則樹的高度越高。極端的情況，索引字段的值都一樣，那么b+樹幾乎成了一根棍。本例中就是這種極端的情況，name字段所有的值均為'egon'#現在我們得出一個結論：為區分度低的字段建立索引，索引樹的高度會很高，然而這具體會帶來什么影響呢？？？#1：如果條件是name='xxxx',那么肯定是可以第一時間判斷出'xxxx'是不在索引樹中的（因為樹中所有的值均為'egon’），所以查詢速度很快#2：如果條件正好是name='egon',查詢時，我們永遠無法從樹的某個位置得到一個明確的范圍，只能往下找，往下找，往下找。。。這與全表掃描的IO次數沒有多大區別，所以速度很慢 分析原因3?=和in可以亂序，比如a = 1 and b = 2 and c = 3 建立(a,b,c)索引可以任意順序，mysql的查詢優化器會幫你優化成索引可以識別的形式
4?索引列不能參與計算，保持列“干凈”，比如from_unixtime(create_time) = ’2014-05-29’就不能使用到索引，原因很簡單，b+樹中存的都是數據表中的字段值，但進行檢索時，需要把所有元素都應用函數才能比較，顯然成本太大。所以語句應該寫成create_time = unix_timestamp(’2014-05-29’)
5 and/or
#1、and與or的邏輯條件1 and 條件2:所有條件都成立才算成立，但凡要有一個條件不成立則最終結果不成立條件1 or 條件2:只要有一個條件成立則最終結果就成立#2、and的工作原理 條件：a = 10 and b = 'xxx' and c > 3 and d =4索引：制作聯合索引(d,a,b,c)工作原理:對于連續多個and：mysql會按照聯合索引，從左到右的順序找一個區分度高的索引字段(這樣便可以快速鎖定很小的范圍)，加速查詢，即按照d—>a->b->c的順序#3、or的工作原理 條件：a = 10 or b = 'xxx' or c > 3 or d =4索引：制作聯合索引(d,a,b,c)工作原理:對于連續多個or：mysql會按照條件的順序，從左到右依次判斷，即a->b->c->d在左邊條件成立但是索引字段的區分度低的情況下（name與gender均屬于這種情況），會依次往右找到一個區分度高的索引字段，加速查詢
經過分析，在條件為name='egon' and gender='male' and id>333 and email='xxx'的情況下，我們完全沒必要為前三個條件的字段加索引，因為只能用上email字段的索引，前三個字段的索引反而會降低我們的查詢效率
6?最左前綴匹配原則（詳見第八小節），非常重要的原則，對于組合索引mysql會一直向右匹配直到遇到范圍查詢(>、<、between、like)就停止匹配(指的是范圍大了，有索引速度也慢)，比如a = 1 and b = 2 and c > 3 and d = 4 如果建立(a,b,c,d)順序的索引，d是用不到索引的，如果建立(a,b,d,c)的索引則都可以用到，a,b,d的順序可以任意調整。
7 其他情況
- 使用函數select * from tb1 where reverse(email) = 'egon';- 類型不一致如果列是字符串類型，傳入條件是必須用引號引起來，不然...select * from tb1 where email = 999;#排序條件為索引，則select字段必須也是索引字段，否則無法命中 - order byselect name from s1 order by email desc;當根據索引排序時候，select查詢的字段如果不是索引，則速度仍然很慢select email from s1 order by email desc;特別的：如果對主鍵排序，則還是速度很快：select * from tb1 order by nid desc;- 組合索引最左前綴如果組合索引為：(name,email)name and email -- 命中索引name -- 命中索引email -- 未命中索引- count(1)或count(列)代替count(*)在mysql中沒有差別了- create index xxxx on tb(title(19)) #text類型，必須制定長度其他注意事項
- 避免使用select * - count(1)或count(列) 代替 count(*) - 創建表時盡量時 char 代替 varchar - 表的字段順序固定長度的字段優先 - 組合索引代替多個單列索引（經常使用多個條件查詢時） - 盡量使用短索引 - 使用連接（JOIN）來代替子查詢(Sub-Queries) - 連表時注意條件類型需一致 - 索引散列值（重復少）不適合建索引，例：性別不適合?
?七 聯合索引與覆蓋索引
一 聯合索引
聯合索引時指對表上的多個列合起來做一個索引。聯合索引的創建方法與單個索引的創建方法一樣，不同之處在僅在于有多個索引列，如下
mysql> create table t(-> a int,-> b int,-> primary key(a),-> key idx_a_b(a,b)-> ); Query OK, 0 rows affected (0.11 sec)?那么何時需要使用聯合索引呢？在討論這個問題之前，先來看一下聯合索引內部的結果。從本質上來說，聯合索引就是一棵B+樹，不同的是聯合索引的鍵值得數量不是1，而是>=2。接著來討論兩個整型列組成的聯合索引，假定兩個鍵值得名稱分別為a、b如圖
?
可以看到這與我們之前看到的單個鍵的B+樹并沒有什么不同，鍵值都是排序的，通過葉子結點可以邏輯上順序地讀出所有數據，就上面的例子來說，即（1,1），（1,2），（2,1），（2,4），（3,1），（3,2），數據按（a,b）的順序進行了存放。
因此，對于查詢select * from table where a=xxx and b=xxx, 顯然是可以使用(a,b) 這個聯合索引的，對于單個列a的查詢select * from table where a=xxx,也是可以使用（a,b）這個索引的。
但對于b列的查詢select * from table where b=xxx,則不可以使用（a,b） 索引，其實你不難發現原因，葉子節點上b的值為1、2、1、4、1、2顯然不是排序的，因此對于b列的查詢使用不到(a,b) 索引
聯合索引的第二個好處是在第一個鍵相同的情況下，已經對第二個鍵進行了排序處理，例如在很多情況下應用程序都需要查詢某個用戶的購物情況，并按照時間進行排序，最后取出最近三次的購買記錄，這時使用聯合索引可以幫我們避免多一次的排序操作，因為索引本身在葉子節點已經排序了，如下
#===========準備表============== create table buy_log(userid int unsigned not null,buy_date date );insert into buy_log values (1,'2009-01-01'), (2,'2009-01-01'), (3,'2009-01-01'), (1,'2009-02-01'), (3,'2009-02-01'), (1,'2009-03-01'), (1,'2009-04-01');alter table buy_log add key(userid); alter table buy_log add key(userid,buy_date);#===========驗證============== mysql> show create table buy_log; | buy_log | CREATE TABLE `buy_log` (`userid` int(10) unsigned NOT NULL,`buy_date` date DEFAULT NULL,KEY `userid` (`userid`),KEY `userid_2` (`userid`,`buy_date`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 |#可以看到possible_keys在這里有兩個索引可以用，分別是單個索引userid與聯合索引userid_2,但是優化器最終選擇了使用的key是userid因為該索引的葉子節點包含單個鍵值，所以理論上一個頁能存放的記錄應該更多 mysql> explain select * from buy_log where userid=2; +----+-------------+---------+------+-----------------+--------+---------+-------+------+-------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+---------+------+-----------------+--------+---------+-------+------+-------+ | 1 | SIMPLE | buy_log | ref | userid,userid_2 | userid | 4 | const | 1 | | +----+-------------+---------+------+-----------------+--------+---------+-------+------+-------+ row in set (0.00 sec)#接著假定要取出userid為1的最近3次的購買記錄，用的就是聯合索引userid_2了，因為在這個索引中，在userid=1的情況下，buy_date都已經排序好了 mysql> explain select * from buy_log where userid=1 order by buy_date desc limit 3; +----+-------------+---------+------+-----------------+----------+---------+-------+------+--------------------------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+---------+------+-----------------+----------+---------+-------+------+--------------------------+ | 1 | SIMPLE | buy_log | ref | userid,userid_2 | userid_2 | 4 | const | 4 | Using where; Using index | +----+-------------+---------+------+-----------------+----------+---------+-------+------+--------------------------+ row in set (0.00 sec)#ps：如果extra的排序顯示是Using filesort，則意味著在查出數據后需要二次排序#對于聯合索引（a,b）,下述語句可以直接使用該索引，無需二次排序 select ... from table where a=xxx order by b;#然后對于聯合索引(a,b,c)來首，下列語句同樣可以直接通過索引得到結果 select ... from table where a=xxx order by b; select ... from table where a=xxx and b=xxx order by c;#但是對于聯合索引(a,b,c)，下列語句不能通過索引直接得到結果，還需要自己執行一次filesort操作，因為索引（a，c)并未排序 select ... from table where a=xxx order by c; View Code二 覆蓋索引
InnoDB存儲引擎支持覆蓋索引（covering index，或稱索引覆蓋），即從輔助索引中就可以得到查詢記錄，而不需要查詢聚集索引中的記錄。
使用覆蓋索引的一個好處是：輔助索引不包含整行記錄的所有信息，故其大小要遠小于聚集索引，因此可以減少大量的IO操作
?注意：覆蓋索引技術最早是在InnoDB Plugin中完成并實現，這意味著對于InnoDB版本小于1.0的，或者MySQL數據庫版本為5.0以下的，InnoDB存儲引擎不支持覆蓋索引特性
對于InnoDB存儲引擎的輔助索引而言，由于其包含了主鍵信息，因此其葉子節點存放的數據為（primary key1，priamey key2，...,key1，key2，...）。例如
select age from s1 where id=123 and name = 'egon'; #id字段有索引，但是name字段沒有索引,該sql命中了索引，但未覆蓋，需要去聚集索引中再查找詳細信息。 最牛逼的情況是，索引字段覆蓋了所有，那全程通過索引來加速查詢以及獲取結果就ok了 mysql> desc s1; +--------+-------------+------+-----+---------+-------+ | Field | Type | Null | Key | Default | Extra | +--------+-------------+------+-----+---------+-------+ | id | int(11) | NO | | NULL | | | name | varchar(20) | YES | | NULL | | | gender | char(6) | YES | | NULL | | | email | varchar(50) | YES | | NULL | | +--------+-------------+------+-----+---------+-------+ rows in set (0.21 sec)mysql> explain select name from s1 where id=1000; #沒有任何索引 +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+---------+----------+-------------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+---------+----------+-------------+ | 1 | SIMPLE | s1 | NULL | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 2688336 | 10.00 | Using where | +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+---------+----------+-------------+ row in set, 1 warning (0.00 sec)mysql> create index idx_id on s1(id); #創建索引 Query OK, 0 rows affected (4.16 sec) Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0mysql> explain select name from s1 where id=1000; #命中輔助索引，但是未覆蓋索引，還需要從聚集索引中查找name +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------+ | 1 | SIMPLE | s1 | NULL | ref | idx_id | idx_id | 4 | const | 1 | 100.00 | NULL | +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------+ row in set, 1 warning (0.08 sec)mysql> explain select id from s1 where id=1000; #在輔助索引中就找到了全部信息，Using index代表覆蓋索引 +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------------+ | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra | +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------------+ | 1 | SIMPLE | s1 | NULL | ref | idx_id | idx_id | 4 | const | 1 | 100.00 | Using index | +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------------+ row in set, 1 warning (0.03 sec)覆蓋索引的另外一個好處是對某些統計問題而言的。基于上一小結創建的表buy_log,查詢計劃如下
mysql> explain select count(*) from buy_log; +----+-------------+---------+-------+---------------+--------+---------+------+------+-------------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+---------+-------+---------------+--------+---------+------+------+-------------+ | 1 | SIMPLE | buy_log | index | NULL | userid | 4 | NULL | 7 | Using index | +----+-------------+---------+-------+---------------+--------+---------+------+------+-------------+ row in set (0.00 sec)innodb存儲引擎并不會選擇通過查詢聚集索引來進行統計。由于buy_log表有輔助索引，而輔助索引遠小于聚集索引，選擇輔助索引可以減少IO操作，故優化器的選擇如上key為userid輔助索引
對于（a,b）形式的聯合索引，一般是不可以選擇b中所謂的查詢條件。但如果是統計操作，并且是覆蓋索引，則優化器還是會選擇使用該索引，如下
#聯合索引userid_2（userid,buy_date）,一般情況，我們按照buy_date是無法使用該索引的，但特殊情況下：查詢語句是統計操作，且是覆蓋索引，則按照buy_date當做查詢條件時，也可以使用該聯合索引 mysql> explain select count(*) from buy_log where buy_date >= '2011-01-01' and buy_date < '2011-02-01'; +----+-------------+---------+-------+---------------+----------+---------+------+------+--------------------------+ | id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra | +----+-------------+---------+-------+---------------+----------+---------+------+------+--------------------------+ | 1 | SIMPLE | buy_log | index | NULL | userid_2 | 8 | NULL | 7 | Using where; Using index | +----+-------------+---------+-------+---------------+----------+---------+------+------+--------------------------+ row in set (0.00 sec)?
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八 查詢優化神器-explain
關于explain命令相信大家并不陌生，具體用法和字段含義可以參考官網explain-output，這里需要強調rows是核心指標，絕大部分rows小的語句執行一定很快（有例外，下面會講到）。所以優化語句基本上都是在優化rows。
執行計劃：讓mysql預估執行操作(一般正確)all < index < range < index_merge < ref_or_null < ref < eq_ref < system/constid,email慢：select * from userinfo3 where name='alex'explain select * from userinfo3 where name='alex'type: ALL(全表掃描)select * from userinfo3 limit 1;快：select * from userinfo3 where email='alex'type: const(走索引)http://blog.itpub.net/29773961/viewspace-1767044/
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七 慢查詢優化的基本步驟
0.先運行看看是否真的很慢，注意設置SQL_NO_CACHE 1.where條件單表查，鎖定最小返回記錄表。這句話的意思是把查詢語句的where都應用到表中返回的記錄數最小的表開始查起，單表每個字段分別查詢，看哪個字段的區分度最高 2.explain查看執行計劃，是否與1預期一致（從鎖定記錄較少的表開始查詢） 3.order by limit 形式的sql語句讓排序的表優先查 4.了解業務方使用場景 5.加索引時參照建索引的幾大原則 6.觀察結果，不符合預期繼續從0分析八 慢日志管理
慢日志- 執行時間 > 10- 未命中索引- 日志文件路徑配置：- 內存show variables like '%query%';show variables like '%queries%';set global 變量名 = 值- 配置文件mysqld --defaults-file='E:\wupeiqi\mysql-5.7.16-winx64\mysql-5.7.16-winx64\my-default.ini'my.conf內容：slow_query_log = ONslow_query_log_file = D:/....注意：修改配置文件之后，需要重啟服務 MySQL日志管理 ======================================================== 錯誤日志: 記錄 MySQL 服務器啟動、關閉及運行錯誤等信息 二進制日志: 又稱binlog日志，以二進制文件的方式記錄數據庫中除 SELECT 以外的操作 查詢日志: 記錄查詢的信息 慢查詢日志: 記錄執行時間超過指定時間的操作 中繼日志： 備庫將主庫的二進制日志復制到自己的中繼日志中，從而在本地進行重放 通用日志： 審計哪個賬號、在哪個時段、做了哪些事件 事務日志或稱redo日志： 記錄Innodb事務相關的如事務執行時間、檢查點等 ======================================================== 一、bin-log 1. 啟用 # vim /etc/my.cnf [mysqld] log-bin[=dir\[filename]] # service mysqld restart 2. 暫停 //僅當前會話 SET SQL_LOG_BIN=0; SET SQL_LOG_BIN=1; 3. 查看 查看全部： # mysqlbinlog mysql.000002 按時間： # mysqlbinlog mysql.000002 --start-datetime="2012-12-05 10:02:56" # mysqlbinlog mysql.000002 --stop-datetime="2012-12-05 11:02:54" # mysqlbinlog mysql.000002 --start-datetime="2012-12-05 10:02:56" --stop-datetime="2012-12-05 11:02:54" 按字節數： # mysqlbinlog mysql.000002 --start-position=260 # mysqlbinlog mysql.000002 --stop-position=260 # mysqlbinlog mysql.000002 --start-position=260 --stop-position=930 4. 截斷bin-log（產生新的bin-log文件） a. 重啟mysql服務器 b. # mysql -uroot -p123 -e 'flush logs' 5. 刪除bin-log文件 # mysql -uroot -p123 -e 'reset master' 二、查詢日志 啟用通用查詢日志 # vim /etc/my.cnf [mysqld] log[=dir\[filename]] # service mysqld restart 三、慢查詢日志 啟用慢查詢日志 # vim /etc/my.cnf [mysqld] log-slow-queries[=dir\[filename]] long_query_time=n # service mysqld restart MySQL 5.6: slow-query-log=1 slow-query-log-file=slow.log long_query_time=3 查看慢查詢日志 測試:BENCHMARK(count,expr) SELECT BENCHMARK(50000000,2*3);日志管理九 參考博客
https://tech.meituan.com/mysql-index.html?
http://blog.itpub.net/29773961/viewspace-1767044/
http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5716963.html
http://www.cnblogs.com/hustcat/archive/2009/10/28/1591648.html
http://www.cnblogs.com/mr-wid/archive/2013/05/09/3068229.html
http://www.cnblogs.com/kissdodog/p/4159176.html
http://blog.csdn.net/ggxxkkll/article/details/7551766
http://blog.itpub.net/26435490/viewspace-1133659/
http://pymysql.readthedocs.io/en/latest/user/examples.html
http://www.cnblogs.com/lyhabc/p/3793524.html
http://www.jianshu.com/p/ed32d69383d2
http://doc.mysql.cn/mysql5/refman-5.1-zh.html-chapter/
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http://www.php100.com/html/webkaifa/database/Mysql/2013/0316/12223.html
http://blog.csdn.net/ltylove2007/article/details/21084809
http://lib.csdn.net/base/mysql
http://blog.csdn.net/c_enhui/article/details/9021271
http://www.cnblogs.com/edisonchou/p/3878135.html?utm_source=tuicool&utm_medium=referral
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http://www.docin.com/p-705091183.html
http://www.open-open.com/doc/view/51f552745f514bbbaf0aaecf6c88509a
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http://wribao.php230.com/category/news/1138254.html
http://www.iqiyi.com/w_19rqqds1ut.html
http://wenku.baidu.com/link?url=7Grxv0cQ_a00Ni2ZEU_cbDk2Wd2VTzlnS2UPKST3OF4oDqoLUQ2rQpOmK8ap12RDnXbnNs6gbY8DXVvWmo9bMxjWGS_vkhYus22ghAZYuES
http://www.cnblogs.com/edisonchou/p/3878135.html
http://blog.chinaunix.net/uid-540802-id-3419311.html
http://my.oschina.net/scipio/blog/293052
http://blog.itpub.net/29773961/viewspace-1767044/
http://my.oschina.net/lionets/blog/407263
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轉載于:https://www.cnblogs.com/ctztake/p/7512804.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的mysql六:索引原理与慢查询优化的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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