1.1 索引的優(yōu)點(diǎn)

大大減少了服務(wù)器需要掃描的數(shù)據(jù)量，加快數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索速度

幫助服務(wù)器避免排序和臨時(shí)表

將隨機(jī)io變成順序io

1.2 索引的用處

速查找匹配WHERE子句的行

從consideration中消除行,如果可以在多個(gè)索引之間進(jìn)行選擇，mysql通常會(huì)使用找到最少行的索引

如果表具有多列索引，則優(yōu)化器可以使用索引的任何最左前綴來(lái)查找行

當(dāng)有表連接的時(shí)候，從其他表檢索行數(shù)據(jù)

查找特定索引列的min或max值

如果排序或分組時(shí)在可用索引的最左前綴上完成的，則對(duì)表進(jìn)行排序和分組

在某些情況下，可以優(yōu)化查詢以檢索值而無(wú)需查詢數(shù)據(jù)行

1.3 索引的分類

數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)默認(rèn)創(chuàng)建索引，但是并不是給主鍵建立索引，而是給唯一鍵建立索引的，因?yàn)橹麈I的特性是唯一且非空

• 主鍵索引： 是一種特殊的唯一索引，不允許有空值。(主鍵約束，就是一個(gè)主鍵索引)
• 唯一索引： 索引列中的值必須是唯一的，但是允許為空值。
• 普通索引： MySQL中基本索引類型，沒(méi)有什么限制，允許在定義索引的列中插入重復(fù)值和空值，純粹為了查詢數(shù)據(jù)更快一 點(diǎn)。
• 全文索引： 只有在MyISAM引擎上才能使用，只能在CHAR,VARCHAR,TEXT類型字段上使用全文索引什么是全文索引，就是在一堆文字中，通過(guò)其中的某個(gè)關(guān)鍵字等，就能找到該字段所屬的記錄行，比如有"LOL LPL 牧小農(nóng)" 通過(guò)牧小農(nóng)，可能就可以找到該條記錄。這里說(shuō)的是可能，因?yàn)槿乃饕氖褂蒙婕傲撕芏嗉?xì)節(jié)，我們只需要知道這個(gè)大概意思。一般開(kāi)發(fā)中，不會(huì)用到全文索引，因?yàn)槠湔加煤艽蟮奈锢砜臻g和降低了記錄修改性，故較為少用。
• 組合索引： 在表中的多個(gè)字段組合上創(chuàng)建的索引，只有在查詢條件中使用了這些字段的左邊字段時(shí)，索引才會(huì)被使用，使用組合索引時(shí)遵循最左前綴集合。例如這里由id、name和age3個(gè)字段構(gòu)成的索引，索引行中就按id/name/age的順序存放，索引可以索引下面字段組合(id，name，age)、(id，name)或者(id)。如果要查詢的字段不構(gòu)成索引最左面的前綴，那么就不會(huì)使用索引，比如，age或者(name，age)組合就不會(huì)使用索引查詢。

1.4 面試技術(shù)名詞

• 回表： 數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)索引(非主鍵)找到了指定的記錄所在行后，還需要根據(jù)主鍵再次到數(shù)據(jù)塊里獲取數(shù)據(jù)，這種稱之為回表
• 覆蓋索引： 看我寫的一篇文章：面試三輪我倒在了一道sql題上——sql性能優(yōu)化
• 最左匹配： 指在聯(lián)合索引中，如果你的 SQL 語(yǔ)句中用到了聯(lián)合索引中的最左邊的索引，那么這條 SQL 語(yǔ)句就可以利用這個(gè)聯(lián)合索引去進(jìn)行匹配，如果遇到范圍查詢(>、select * from t where a=1 and b=1 and c =1; #這樣可以利用到定義的索引(a,b,c),用上a,b,c
  select * from t where a=1 and b=1; #這樣可以利用到定義的索引(a,b,c),用上a,b
  select * from t where b=1 and a=1; #這樣可以利用到定義的索引(a,b,c),用上a,c(mysql有查詢優(yōu)化器)
  select * from t where a=1; #這樣也可以利用到定義的索引(a,b,c),用上a
  select * from t where b=1 and c=1; #這樣不可以利用到定義的索引(a,b,c)
  select * from t where a=1 and c=1; #這樣可以利用到定義的索引(a,b,c)，但只用上a索引，b,c索引用不到
• 索引下推： 稱為 Index Condition Pushdown (ICP)，這是MySQL提供的用某一個(gè)索引對(duì)一個(gè)特定的表從表中獲取元組”，注意我們這里特意強(qiáng)調(diào)了“一個(gè)”，這是因?yàn)檫@樣的索引優(yōu)化不是用于多表連接而是用于單表掃描，確切地說(shuō)，是單表利用索引進(jìn)行掃描以獲取數(shù)據(jù)的一種方式。

1.5 索引采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1.5.1 哈希表

缺點(diǎn)︰

1、利用hash存儲(chǔ)的話需要將所有的數(shù)據(jù)文件添加到內(nèi)存，比較耗費(fèi)內(nèi)存空間
2、如果所有的查詢都是等值查詢，那么hash確實(shí)很快，但是在企業(yè)或者實(shí)際工作環(huán)境中范圍查找的數(shù)據(jù)更多，而不是等值查詢，因此hash就不太適合了

1.5.2 二叉樹(shù)

缺點(diǎn)∶

無(wú)論是二叉樹(shù)還是紅黑樹(shù)，都會(huì)因?yàn)闃?shù)的深度過(guò)深而造成io次數(shù)變多，影響數(shù)據(jù)讀取的效率

1.5.3 B+樹(shù)

B樹(shù)特點(diǎn):
1、所有鍵值分布在整棵樹(shù)中
2、搜索有可能在非葉子結(jié)點(diǎn)結(jié)束，在關(guān)鍵字全集內(nèi)做一次查找,性能逼近二分查找
3、每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多擁有m個(gè)子樹(shù)
4、根節(jié)點(diǎn)至少有2個(gè)子樹(shù)
5、分支節(jié)點(diǎn)至少擁有m/2顆子樹(shù)(除根節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)外都是分支節(jié)點(diǎn))
6、所有葉子節(jié)點(diǎn)都在同一層、每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多可以有m-1個(gè)key，并且以升序排列

實(shí)例圖說(shuō)明∶
每個(gè)節(jié)點(diǎn)占用一個(gè)磁盤塊，一個(gè)節(jié)點(diǎn)上有兩個(gè)升序排序的關(guān)鍵字和三個(gè)指向子樹(shù)根節(jié)點(diǎn)的指針，指針存儲(chǔ)的是子節(jié)點(diǎn)所在磁盤塊的地址。兩個(gè)關(guān)鍵詞劃分成的三個(gè)范圍域?qū)?yīng)三個(gè)指針指向的子樹(shù)的數(shù)據(jù)的范圍域。以根節(jié)點(diǎn)為例，關(guān)鍵字為16和34，P1指針指向的子樹(shù)的數(shù)據(jù)范圍為小于16,P2指針指向的子樹(shù)的數(shù)據(jù)范圍為16~34 ,P3指針指向的子樹(shù)的數(shù)據(jù)范圍為大于34。

查找關(guān)鍵字過(guò)程:

根據(jù)根節(jié)點(diǎn)找到磁盤塊1，讀入內(nèi)存。【磁盤I/O操作第1次】

比較關(guān)鍵字28在區(qū)間(16,34 )，找到磁盤塊1的指針P2。

根據(jù)P2指針找到磁盤塊3，讀入內(nèi)存。【磁盤I/O操作第2次】

比較關(guān)健字28在區(qū)間(25,31 )，找到磁盤塊3的指針P2。

根據(jù)P2指針找到磁盤塊8，讀入內(nèi)存。【磁盤I/O 操作第3次】

在磁盤塊8中的關(guān)健寧列表中找到關(guān)健字28。

缺點(diǎn):

• 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有key，同時(shí)也包含data，而每個(gè)頁(yè)存儲(chǔ)空間是有限的，如果data比較大的話會(huì)導(dǎo)致每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的k ey數(shù)量變小
• 當(dāng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量很大的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致深度較大，增大查詢時(shí)磁盤io次數(shù)，進(jìn)而影響查詢性能

1.6 索引匹配方式

全值匹配： 全值匹配指的是和索引中的所有列進(jìn)行匹配

explain select * from staffs where name = 'July' and age = '23' and pos = 'dev';1

匹配最左前綴： 只匹配前面的幾列

explain select * from staffs where name = 'July' and age = '23';explain select * from staffs where name = 'July';123

匹配列前綴： 可以匹配某一列的值的開(kāi)頭部分

explain select * from staffs where name like 'J%';explain select * from staffs where name like '%y';123

匹配范圍值： 可以查找某一個(gè)范圍的數(shù)據(jù)

explain select * from staffs where name > 'Mary';1

**精確匹配某一列并范圍匹配另外一列：**可以查詢第一列的全部和第二列的部分

explain select * from staffs where name = 'July' and age > 25;1

只訪問(wèn)索引的查詢： 查詢的時(shí)候只需要訪問(wèn)索引，不需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)行，本質(zhì)上就是覆蓋索引

explain select name,age,pos from staffs where name = 'July' and age = 25 and pos = 'dev';1

二、哈希索引

• 基于哈希表的實(shí)現(xiàn)，只有精確匹配索引所有列的查詢才有效
• 在mysql中，只有memory的存h值，所以索引的結(jié)構(gòu)十分緊湊，這讓哈希索引查找的速度非常快

2.1 哈希索引的限制

哈希索引只包含哈希值和行指針，而不存儲(chǔ)字段值，索引不能使用索引中的值來(lái)避免讀取行

哈希索引數(shù)據(jù)并不是按照索引值順序存儲(chǔ)的，所以無(wú)法進(jìn)行排序

哈希索引不支持部分列匹配查找，哈希索引是使用索引列的全部?jī)?nèi)容來(lái)計(jì)算哈希值

哈希索引支持等值比較查詢，也不支持任何范圍查詢

訪問(wèn)哈希索引的數(shù)據(jù)非常快，除非有很多哈希沖突，當(dāng)出現(xiàn)哈希沖突的時(shí)候，存儲(chǔ)引擎必須遍歷鏈表中的所有行指針，逐行進(jìn)行比較，直到找到所有符合條件的行

哈希沖突比較多的話，維護(hù)的代價(jià)也會(huì)很高

2.2 案例

當(dāng)需要存儲(chǔ)大量的URL，并且根據(jù)URL進(jìn)行搜索查找，如果使用B+樹(shù)，存儲(chǔ)的內(nèi)容就會(huì)很大：select id from url where url=""

也可以利用將url使用CRC32做哈希，可以使用以下查詢方式：select id fom url where url="" and url_crc=CRC32("")

此查詢性能較高原因是使用體積很小的索引來(lái)完成查找

三、組合索引

當(dāng)包含多個(gè)列作為索引，需要注意的是正確的順序依賴于該索引的查詢，同時(shí)需要考慮如何更好的滿足排序和分組的需要

案例： 建立組合索引 a,b,c ，不同SQL語(yǔ)句使用索引情況

語(yǔ)句索引是否發(fā)揮作用where a=3是，只使用了awhere a=3 and b=5是，使用了a,bwhere a =3 and b = 5 and c= 4是，使用了a,b,cwhere a = 3 or c = 4否where a = 3 and c= 4是，僅使用了awhere a = 3 and b > 10 and c = 7是，使用了a,bwhere a = 3 and b like ‘%mxn%’ and c=7使用了a

四、聚簇索引與非聚簇索引

4.1 聚簇索引

• 不是單獨(dú)的索引類型，而是一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，指的是數(shù)據(jù)行跟相鄰的鍵值緊湊的存儲(chǔ)在一起，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與索引放到了一塊，找到索引也就找到了數(shù)據(jù)
• 如果沒(méi)有定義主鍵，InnoDB會(huì)選擇一個(gè)唯一的非空索引代替。如果沒(méi)有唯一索引，InnoDB會(huì)隱式定義一個(gè)主鍵來(lái)作為聚簇索引。InnoDB 只聚集在同一個(gè)頁(yè)面中的記錄。包含相鄰健值的頁(yè)面可能相距甚遠(yuǎn)。

4.2 非聚簇索引

• 數(shù)據(jù)文件跟索引文件分開(kāi)存放，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于索引分開(kāi)結(jié)構(gòu)，索引結(jié)構(gòu)的葉子節(jié)點(diǎn)指向了數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)行，myisam通過(guò)key_buffer把索引先緩存到內(nèi)存中，當(dāng)需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)(通過(guò)索引訪問(wèn)數(shù)據(jù))，在內(nèi)存中直接搜索索引，然后通過(guò)索引找到磁盤相應(yīng)數(shù)據(jù)，這也就是為什么索引不在key buffer命中時(shí)，速度慢的原因
• 通過(guò)葉子節(jié)點(diǎn)指針找到數(shù)據(jù)頁(yè)中的數(shù)據(jù)，所以非聚簇索引是邏輯順序

五、覆蓋索引

5.1 基本介紹

如果一個(gè)索引包含所有需要查詢的字段的值，我們稱之為覆蓋索引

不是所有類型的索引都可以稱為覆蓋索引，覆蓋索引必須要存儲(chǔ)索引列的值

不同的存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)覆蓋索引的方式不同，不是所有的引擎都支持覆蓋索引，memory不支持覆蓋索引

5.2 優(yōu)勢(shì)

1、索引條目通常遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)行大小，如果只需要讀取索引，那么mysql就會(huì)極大的較少數(shù)據(jù)訪問(wèn)量
2、因?yàn)樗饕前凑樟兄淀樞虼鎯?chǔ)的，所以對(duì)于IO密集型的范圍查詢會(huì)比隨機(jī)從磁盤讀取每一行數(shù)據(jù)的IO要少的多
3、一些存儲(chǔ)引擎如MYISAM在內(nèi)存中只緩存索引，數(shù)據(jù)則依賴于操作系統(tǒng)來(lái)緩存，因此要訪問(wèn)數(shù)據(jù)需要一次系統(tǒng)調(diào)用，這可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的性能問(wèn)題
4、由于INNODB的聚簇索引，覆蓋索引對(duì)INNODB表特別有用

5.3 案例演示

1、當(dāng)發(fā)起一個(gè)被索引覆蓋的查詢時(shí)，在explain的extra列可以看到using index的信息，此時(shí)就使用了覆蓋索引
2、在大多數(shù)存儲(chǔ)引擎中，覆蓋索引只能覆蓋那些只訪問(wèn)索引中部分列的查詢。不過(guò)，可以進(jìn)一步的進(jìn)行優(yōu)化，可以使用innodb的二級(jí)索引來(lái)覆蓋查詢。

例如：actor使用innodb存儲(chǔ)引擎，并在last_name字段又二級(jí)索引，雖然該索引的列不包括主鍵actor_id，但也能夠用于對(duì)actor_id做覆蓋查詢

六、優(yōu)化小細(xì)節(jié)

• 當(dāng)使用索引列進(jìn)行查詢的時(shí)候盡量不要使用表達(dá)式，把計(jì)算放到業(yè)務(wù)層而不是數(shù)據(jù)庫(kù)層
• 盡量使用主鍵查詢，而不是其他索引，因?yàn)橹麈I查詢不會(huì)觸發(fā)回表查詢
• 使用前綴索引有時(shí)候需要索引很長(zhǎng)的字符串，這會(huì)讓索引變的大且慢，通常情況下可以使用某個(gè)列開(kāi)始的部分字符串，這樣大大的節(jié)約索引空間，從而提高索引效率，但這會(huì)降低索引的選擇性，索引的選擇性是指不重復(fù)的索引值和數(shù)據(jù)表記錄總數(shù)的比值，范圍從1/#T到1之間。索引的選擇性越高則查詢效率越高，因?yàn)檫x擇性更高的索引可以讓mysql在查找的時(shí)候過(guò)濾掉更多的行。
  一般情況下某個(gè)列前綴的選擇性也是足夠高的，足以滿足查詢的性能，但是對(duì)應(yīng)BLOB,TEXT,VARCHAR類型的列，必須要使用前綴索引，因?yàn)閙ysql不允許索引這些列的完整長(zhǎng)度，使用該方法的訣竅在于要選擇足夠長(zhǎng)的前綴以保證較高的選擇性，通過(guò)又不能太長(zhǎng)。

--創(chuàng)建數(shù)據(jù)表create table citydemo(city varchar(50) not null);insert into citydemo(city) select city from city;--重復(fù)執(zhí)行5次下面的sql語(yǔ)句insert into citydemo(city) select city from citydemo;--更新城市表的名稱update citydemo set city=(select city from city order by rand() limit 1);--查找最常見(jiàn)的城市列表，發(fā)現(xiàn)每個(gè)值都出現(xiàn)45-65次，select count(*) as cnt,city from citydemo group by city order by cnt desc limit 10;--查找最頻繁出現(xiàn)的城市前綴，先從3個(gè)前綴字母開(kāi)始，發(fā)現(xiàn)比原來(lái)出現(xiàn)的次數(shù)更多，可以分別截取多個(gè)字符查看城市出現(xiàn)的次數(shù)select count(*) as cnt,left(city,3) as pref from citydemo group by pref order by cnt desc limit 10;select count(*) as cnt,left(city,7) as pref from citydemo group by pref order by cnt desc limit 10;--此時(shí)前綴的選擇性接近于完整列的選擇性--還可以通過(guò)另外一種方式來(lái)計(jì)算完整列的選擇性，可以看到當(dāng)前綴長(zhǎng)度到達(dá)7之后，再增加前綴長(zhǎng)度，選擇性提升的幅度已經(jīng)很小了select count(distinct left(city,3))/count(*) as sel3,count(distinct left(city,4))/count(*) as sel4,count(distinct left(city,5))/count(*) as sel5,count(distinct left(city,6))/count(*) as sel6,count(distinct left(city,7))/count(*) as sel7,count(distinct left(city,8))/count(*) as sel8 from citydemo;--計(jì)算完成之后可以創(chuàng)建前綴索引alter table citydemo add key(city(7));--注意：前綴索引是一種能使索引更小更快的有效方法，但是也包含缺點(diǎn)：mysql無(wú)法使用前綴索引做order by 和 group by。 12345678910111213141516171819202122232425262728293031

• 使用索引掃描來(lái)排序mysql有兩種方式可以生成有序的結(jié)果：通過(guò)排序操作或者按索引順序掃描，如果explain出來(lái)的type列的值為index,則說(shuō)明mysql使用了索引掃描來(lái)做排序
  掃描索引本身是很快的，因?yàn)橹恍枰獜囊粭l索引記錄移動(dòng)到緊接著的下一條記錄。但如果索引不能覆蓋查詢所需的全部列，那么就不得不每掃描一條索引記錄就得回表查詢一次對(duì)應(yīng)的行，這基本都是隨機(jī)IO，因此按索引順序讀取數(shù)據(jù)的速度通常要比順序地全表掃描慢
  ? mysql可以使用同一個(gè)索引即滿足排序，又用于查找行，如果可能的話，設(shè)計(jì)索引時(shí)應(yīng)該盡可能地同時(shí)滿足這兩種任務(wù)。
  ? 只有當(dāng)索引的列順序和order by子句的順序完全一致，并且所有列的排序方式都一樣時(shí)，mysql才能夠使用索引來(lái)對(duì)結(jié)果進(jìn)行排序，如果查詢需要關(guān)聯(lián)多張表，則只有當(dāng)orderby子句引用的字段全部為第一張表時(shí)，才能使用索引做排序。order by子句和查找型查詢的限制是一樣的，需要滿足索引的最左前綴的要求，否則，mysql都需要執(zhí)行順序操作，而無(wú)法利用索引排序
• union all,in,or都能夠使用索引，但是推薦使用in
• 范圍列可以用到索引，范圍條件是：,范圍列可以用到索引，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
• 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換會(huì)全表掃描

create table user(id int,name varchar(10),phone varchar(11));alter table user add index idx_1(phone);explain select * from user where phone=13800001234;(不會(huì)觸發(fā)索引)explain select * from user where phone='13800001234';(觸發(fā)索引)1234

• 更新十分頻繁，數(shù)據(jù)區(qū)分度不高的字段上不宜建立索引更新會(huì)變更B+樹(shù)，更新頻繁的字段建議索引會(huì)大大降低數(shù)據(jù)庫(kù)性能.
  類似于性別這類區(qū)分不大的屬性，建立索引是沒(méi)有意義的，不能有效的過(guò)濾數(shù)據(jù)，
  一般區(qū)分度在80%以上的時(shí)候就可以建立索引，區(qū)分度可以使用 count(distinct(列名))/count(*) 來(lái)計(jì)算

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的mysql 主表某一列 小于某一个表的两列之和_关于MySQL索引知识与小妙招的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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