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本文主要討論MySQL索引的部分知識(shí)。將會(huì)從MySQL索引基礎(chǔ)、索引優(yōu)化實(shí)戰(zhàn)和數(shù)據(jù)庫(kù)索引背后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三部分相關(guān)內(nèi)容，下面一一展開(kāi)(本文圖片可點(diǎn)開(kāi)放大)。

一、MySQL索引基礎(chǔ)

首先，我們將從索引基礎(chǔ)開(kāi)始介紹一下什么是索引，分析索引的幾種類(lèi)型，并探討一下如何創(chuàng)建索引以及索引設(shè)計(jì)的基本原則。

此部分用于測(cè)試索引創(chuàng)建的user表的結(jié)構(gòu)如下：

1. 什么是索引？

“索引(在MySQL中也叫“鍵key”)是存儲(chǔ)引擎快速找到記錄的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。”——《高性能MySQL》

我們需要知道索引其實(shí)是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其功能是幫助我們快速匹配查找到需要的數(shù)據(jù)行，是數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化最常用的工具之一。其作用相當(dāng)于超市里的導(dǎo)購(gòu)員、書(shū)本里的目錄。

2. 索引類(lèi)型

可以使用SHOW INDEX FROM table_name;查看索引詳情：

主鍵索引 PRIMARY KEY：它是一種特殊的唯一索引，不允許有空值。一般是在建表的時(shí)候同時(shí)創(chuàng)建主鍵索引。注意：一個(gè)表只能有一個(gè)主鍵。

唯一索引 UNIQUE：唯一索引列的值必須唯一，但允許有空值。如果是組合索引，則列值的組合必須唯一。可以通過(guò)ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE (column);創(chuàng)建唯一索引：

可以通過(guò)ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE (column1,column2);創(chuàng)建唯一組合索引：

普通索引 INDEX：這是最基本的索引，它沒(méi)有任何限制。可以通過(guò)ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name (column);創(chuàng)建普通索引：

組合索引 INDEX：即一個(gè)索引包含多個(gè)列，多用于避免回表查詢(xún)。可以通過(guò)ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name(column1,column2, column3);創(chuàng)建組合索引：

全文索引 FULLTEXT：也稱(chēng)全文檢索，是目前搜索引擎使用的一種關(guān)鍵技術(shù)。可以通過(guò)ALTER TABLE table_name ADD FULLTEXT (column);創(chuàng)建全文索引：

索引一經(jīng)創(chuàng)建不能修改，如果要修改索引，只能刪除重建。可以使用

DROP INDEX index_name ON table_name;刪除索引。

3、索引設(shè)計(jì)的原則

1)適合索引的列是出現(xiàn)在where子句中的列，或者連接子句中指定的列；

2)基數(shù)較小的類(lèi)，索引效果較差，沒(méi)有必要在此列建立索引；

3)使用短索引，如果對(duì)長(zhǎng)字符串列進(jìn)行索引，應(yīng)該指定一個(gè)前綴長(zhǎng)度，這樣能夠節(jié)省大量索引空間；

4)不要過(guò)度索引。索引需要額外的磁盤(pán)空間，并降低寫(xiě)操作的性能。在修改表內(nèi)容的時(shí)候，索引會(huì)進(jìn)行更新甚至重構(gòu)，索引列越多，這個(gè)時(shí)間就會(huì)越長(zhǎng)。所以只保持需要的索引有利于查詢(xún)即可。

二、MySQL索引優(yōu)化實(shí)戰(zhàn)

上面我們介紹了索引的基本內(nèi)容，這部分我們介紹索引優(yōu)化實(shí)戰(zhàn)。在介紹索引優(yōu)化實(shí)戰(zhàn)之前，首先要介紹兩個(gè)與索引相關(guān)的重要概念，這兩個(gè)概念對(duì)于索引優(yōu)化至關(guān)重要。

此部分用于測(cè)試的user表結(jié)構(gòu)：

1、索引相關(guān)的重要概念

基數(shù)：單個(gè)列唯一鍵(distict_keys)的數(shù)量叫做基數(shù)。

SELECT COUNT(DISTINCT name),COUNT(DISTINCT gender) FROM user;

user表的總行數(shù)是5，gender列的基數(shù)是2，說(shuō)明gender列里面有大量重復(fù)值，name列的基數(shù)等于總行數(shù)，說(shuō)明name列沒(méi)有重復(fù)值，相當(dāng)于主鍵。

返回?cái)?shù)據(jù)的比例：user表中共有5條數(shù)據(jù)：

SELECT * FROM user;

查詢(xún)滿足性別為0(男)的記錄數(shù)：

那么返回記錄的比例數(shù)是：

同理，查詢(xún)name為'swj'的記錄數(shù)：

返回記錄的比例數(shù)是：

現(xiàn)在問(wèn)題來(lái)了，假設(shè)name、gender列都有索引，那么SELECT * FROM user WHERE gender = 0; SELECT * FROM user WHERE name = 'swj';都能命中索引嗎？

user表的索引詳情：

SELECT * FROM user WHERE gender = 0;沒(méi)有命中索引，注意filtered的值就是上面我們計(jì)算的返回記錄的比例數(shù)。

SELECT * FROM user WHERE name = 'swj';命中了索引index_name，因?yàn)樽咚饕苯泳湍苷业揭樵?xún)的記錄，所以filtered的值為100。

因此，返回表中30%內(nèi)的數(shù)據(jù)會(huì)走索引，返回超過(guò)30%數(shù)據(jù)就使用全表掃描。當(dāng)然這個(gè)結(jié)論太絕對(duì)了，也并不是絕對(duì)的30%，只是一個(gè)大概的范圍。

回表：當(dāng)對(duì)一個(gè)列創(chuàng)建索引之后，索引會(huì)包含該列的鍵值及鍵值對(duì)應(yīng)行所在的rowid。通過(guò)索引中記錄的rowid訪問(wèn)表中的數(shù)據(jù)就叫回表。回表次數(shù)太多會(huì)嚴(yán)重影響SQL性能，如果回表次數(shù)太多，就不應(yīng)該走索引掃描，應(yīng)該直接走全表掃描。

EXPLAIN命令結(jié)果中的Using Index意味著不會(huì)回表，通過(guò)索引就可以獲得主要的數(shù)據(jù)。Using Where則意味著需要回表取數(shù)據(jù)。

2. 索引優(yōu)化實(shí)戰(zhàn)

有些時(shí)候雖然數(shù)據(jù)庫(kù)有索引，但是并不被優(yōu)化器選擇使用。我們可以通過(guò)SHOW STATUS LIKE 'Handler_read%';查看索引的使用情況：

Handler_read_key：如果索引正在工作，Handler_read_key的值將很高。

Handler_read_rnd_next：數(shù)據(jù)文件中讀取下一行的請(qǐng)求數(shù)，如果正在進(jìn)行大量的表掃描，值將較高，則說(shuō)明索引利用不理想。

索引優(yōu)化規(guī)則：

1)如果MySQL估計(jì)使用索引比全表掃描還慢，則不會(huì)使用索引。

返回?cái)?shù)據(jù)的比例是重要的指標(biāo)，比例越低越容易命中索引。記住這個(gè)范圍值——30%，后面所講的內(nèi)容都是建立在返回?cái)?shù)據(jù)的比例在30%以?xún)?nèi)的基礎(chǔ)上。

2)前導(dǎo)模糊查詢(xún)不能命中索引。

name列創(chuàng)建普通索引：

前導(dǎo)模糊查詢(xún)不能命中索引：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE name LIKE '%s%';

非前導(dǎo)模糊查詢(xún)則可以使用索引，可優(yōu)化為使用非前導(dǎo)模糊查詢(xún)：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE name LIKE 's%';

3)數(shù)據(jù)類(lèi)型出現(xiàn)隱式轉(zhuǎn)換的時(shí)候不會(huì)命中索引，特別是當(dāng)列類(lèi)型是字符串，一定要將字符常量值用引號(hào)引起來(lái)。

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE name=1;

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE name='1';

4)復(fù)合索引的情況下，查詢(xún)條件不包含索引列最左邊部分(不滿足最左原則)，不會(huì)命中符合索引。

name,age,status列創(chuàng)建復(fù)合索引：

ALTER TABLE user ADD INDEX index_name (name,age,status);

user表索引詳情：

SHOW INDEX FROM user;

根據(jù)最左原則，可以命中復(fù)合索引index_name：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE name='swj' AND status=1;

注意，最左原則并不是說(shuō)是查詢(xún)條件的順序：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE status=1 AND name='swj';

而是查詢(xún)條件中是否包含索引最左列字段：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE status=2 ;

5)union、in、or都能夠命中索引，建議使用in。

union:

EXPLAIN SELECT*FROM user WHERE status=1

UNION ALL

SELECT*FROM user WHERE status = 2;

in:

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE status IN (1,2);

or:

EXPLAIN SELECT*FROM user WHERE status=1OR status=2;

查詢(xún)的CPU消耗：or>in>union。

6)用or分割開(kāi)的條件，如果or前的條件中列有索引，而后面的列中沒(méi)有索引，那么涉及到的索引都不會(huì)被用到。

EXPLAIN SELECT * FROM payment WHERE customer_id = 203 OR amount = 3.96;

因?yàn)閛r后面的條件列中沒(méi)有索引，那么后面的查詢(xún)肯定要走全表掃描，在存在全表掃描的情況下，就沒(méi)有必要多一次索引掃描增加IO訪問(wèn)。

7)負(fù)向條件查詢(xún)不能使用索引，可以?xún)?yōu)化為in查詢(xún)。

負(fù)向條件有：!=、<>、not in、not exists、not like等。

status列創(chuàng)建索引：

ALTER TABLE user ADD INDEX index_status (status);

user表索引詳情：

SHOW INDEX FROM user;

負(fù)向條件不能命中緩存：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE status !=1 AND status != 2;

可以?xún)?yōu)化為in查詢(xún)，但是前提是區(qū)分度要高，返回?cái)?shù)據(jù)的比例在30%以?xún)?nèi)：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE status IN (0,3,4);

8)范圍條件查詢(xún)可以命中索引。范圍條件有：、>=、between等。

status,age列分別創(chuàng)建索引：

ALTER TABLE user ADD INDEX index_status (status);

ALTER TABLE user ADD INDEX index_age (age);

user表索引詳情：

SHOW INDEX FROM user;

范圍條件查詢(xún)可以命中索引：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE status>5;

范圍列可以用到索引(聯(lián)合索引必須是最左前綴)，但是范圍列后面的列無(wú)法用到索引，索引最多用于一個(gè)范圍列，如果查詢(xún)條件中有兩個(gè)范圍列則無(wú)法全用到索引：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE status>5 AND age<24;

如果是范圍查詢(xún)和等值查詢(xún)同時(shí)存在，優(yōu)先匹配等值查詢(xún)列的索引：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE status>5 AND age=24;

8)數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行計(jì)算不會(huì)命中索引。

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE age>24;

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE age+1>24;

計(jì)算邏輯應(yīng)該盡量放到業(yè)務(wù)層處理，節(jié)省數(shù)據(jù)庫(kù)的CPU的同時(shí)最大限度的命中索引。

9)利用覆蓋索引進(jìn)行查詢(xún)，避免回表。

被查詢(xún)的列，數(shù)據(jù)能從索引中取得，而不用通過(guò)行定位符row-locator再到row上獲取，即“被查詢(xún)列要被所建的索引覆蓋”，這能夠加速查詢(xún)速度。

user表的索引詳情：

因?yàn)閟tatus字段是索引列，所以直接從索引中就可以獲取值，不必回表查詢(xún)：

Using Index代表從索引中查詢(xún)：

EXPLAIN SELECT status FROM user where status=1;

當(dāng)查詢(xún)其他列時(shí)，就需要回表查詢(xún)，這也是為什么要避免SELECT*的原因之一：

EXPLAIN SELECT * FROM user where status=1;

10)建立索引的列，不允許為null。

單列索引不存null值，復(fù)合索引不存全為null的值，如果列允許為null，可能會(huì)得到“不符合預(yù)期”的結(jié)果集，所以，請(qǐng)使用not null約束以及默認(rèn)值。

remark列建立索引：

ALTER TABLE user ADD INDEX index_remark (remark);

IS NULL可以命中索引：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE remark IS NULL;

IS NOT NULL不能命中索引：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE remark IS NOT NULL;

雖然IS NULL可以命中索引，但是NULL本身就不是一種好的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，應(yīng)該使用NOT NULL約束以及默認(rèn)值。

a. 更新十分頻繁的字段上不宜建立索引：因?yàn)楦虏僮鲿?huì)變更B+樹(shù)，重建索引。這個(gè)過(guò)程是十分消耗數(shù)據(jù)庫(kù)性能的。

b. 區(qū)分度不大的字段上不宜建立索引：類(lèi)似于性別這種區(qū)分度不大的字段，建立索引的意義不大。因?yàn)椴荒苡行н^(guò)濾數(shù)據(jù)，性能和全表掃描相當(dāng)。另外返回?cái)?shù)據(jù)的比例在30%以外的情況下，優(yōu)化器不會(huì)選擇使用索引。

c. 業(yè)務(wù)上具有唯一特性的字段，即使是多個(gè)字段的組合，也必須建成唯一索引。雖然唯一索引會(huì)影響insert速度，但是對(duì)于查詢(xún)的速度提升是非常明顯的。另外，即使在應(yīng)用層做了非常完善的校驗(yàn)控制，只要沒(méi)有唯一索引，在并發(fā)的情況下，依然有臟數(shù)據(jù)產(chǎn)生。

d. 多表關(guān)聯(lián)時(shí)，要保證關(guān)聯(lián)字段上一定有索引。

e. 創(chuàng)建索引時(shí)避免以下錯(cuò)誤觀念：索引越多越好，認(rèn)為一個(gè)查詢(xún)就需要建一個(gè)索引；寧缺勿濫，認(rèn)為索引會(huì)消耗空間、嚴(yán)重拖慢更新和新增速度；抵制唯一索引，認(rèn)為業(yè)務(wù)的唯一性一律需要在應(yīng)用層通過(guò)“先查后插”方式解決；過(guò)早優(yōu)化，在不了解系統(tǒng)的情況下就開(kāi)始優(yōu)化。

3. 小結(jié)

對(duì)于自己編寫(xiě)的SQL查詢(xún)語(yǔ)句，要盡量使用EXPLAIN命令分析一下，做一個(gè)對(duì)SQL性能有追求的程序員。衡量一個(gè)程序員是否靠譜，SQL能力是一個(gè)重要的指標(biāo)。作為后端程序員，深以為然。

(完)

ps：最近學(xué)習(xí)資料有更新，wx公眾號(hào)：Java7749

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的mysql select in 不存在返回0_MySQL索引优化看这篇文章就够了！的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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