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一、高性能索引

1、查詢性能問題

在MySQL使用的過程中，所謂的性能問題，在大部分的場景下都是指查詢的性能，導(dǎo)致查詢緩慢的根本原因是數(shù)據(jù)量的不斷變大，解決查詢性能的最常見手段是：針對查詢的業(yè)務(wù)場景，設(shè)計(jì)合理的索引結(jié)構(gòu)。

2、索引使用原則

索引的使用并不是越多越好，而是針對業(yè)務(wù)下的查詢場景，不斷的改進(jìn)和優(yōu)化，例如電商系統(tǒng)中用戶訂單的場景，假設(shè)存在如下表結(jié)構(gòu)：

CREATE TABLE `ds_user` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵id',`user_name` varchar(20) DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用戶表';CREATE TABLE `ds_order` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵id',`user_id` int(11) NOT NULL COMMENT '用戶ID',`order_no` varchar(60) NOT NULL COMMENT '訂單號',`product_name` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '產(chǎn)品名稱',`number` int(11) DEFAULT '1' COMMENT '個數(shù)',`unit_price` decimal(10,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '單價',`total_price` decimal(10,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '總價',`order_state` int(2) DEFAULT '1' COMMENT '1待支付，2已支付,3已發(fā)貨,4已簽收',`order_remark` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '訂單備注',`create_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '創(chuàng)建時間',PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='訂單表';

用戶和訂單管理表，在電商的業(yè)務(wù)中很常見，可以通過對該業(yè)務(wù)分析，看看常用的索引結(jié)構(gòu)：

用戶方：

• 基于用戶的查詢，多數(shù)是基于用戶ID(user_id)；
• 基于訂單號(order_no)，查看物流的信息；

運(yùn)營方：

• 基于時間段的流水明細(xì)(create_time)或排序;
• 基于訂單狀態(tài)的篩選(order_state)和統(tǒng)計(jì)；
• 基于產(chǎn)品(product_name)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；

這樣一個流程分析走下來，即可以在開發(fā)初期，確定哪些結(jié)構(gòu)是查詢必須用到的，預(yù)先做好索引結(jié)構(gòu)，避免數(shù)據(jù)量龐大到影響性能時再去考慮使用索引。

有些時候會考慮放棄一些查詢條件，例如基于產(chǎn)品名稱的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，走定時任務(wù)的方式，用來緩解表的查詢壓力，處理的方式是多樣的。

優(yōu)秀的索引設(shè)計(jì)，都是建立在對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的理解上，考慮業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢方式，提高查詢效率。

二、索引創(chuàng)建

1、單列索引

單列索引，即索引建立在表的一個字段上，一個表可以有多個單列索引，使用起來相對比較簡單：

CREATE INDEX user_id_index ON ds_order(user_id) USING BTREE;

主鍵索引，或者上述的user_id_index都是單列索引。

業(yè)務(wù)場景：基于用戶自己對訂單查詢，和管理系統(tǒng)，訂單和用戶的關(guān)聯(lián)查詢，所以訂單表的user_id需要一個索引。

2、組合索引

組合索引包含兩個或兩個以上的列，組合索引相比單列索引復(fù)雜很多，如何建立組合索引，和業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)度非常高，在使用組合索引時，還需要考慮查詢條件的順序。

CREATE INDEX state_create_time_index ON `ds_order`(`create_time`,`order_state`);

如上就是組合索引，實(shí)際包含的是2個索引 (create_time) (create_time,order_state)，這樣查詢就涉及到最左前綴的原則，必須按照順序來查詢，這里下面詳說。

業(yè)務(wù)場景：首先單說這里組合索引，在業(yè)務(wù)開發(fā)中，常見訂單狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)，基于統(tǒng)計(jì)結(jié)果做運(yùn)營分析，另外就是在運(yùn)營系統(tǒng)中，基于創(chuàng)建時間段的篩選條件是默認(rèn)存在的，避免全部數(shù)據(jù)實(shí)時掃描；一些其他的常見查詢也都是條件加時間段的查詢模式。

3、前綴索引

如果需要加索引的列是很長的字符串，那么索引會變的龐大臃腫，起到的效果可能并不是很明顯。這時候可以截取列的前面一部分，創(chuàng)建索引，節(jié)省空間，這樣可能會出現(xiàn)索引的選擇性下降，即基于前綴索引查詢出的相似數(shù)據(jù)可能很多：

ALTER TABLE ds_order ADD KEY (order_no(30)) ;

這里由于訂單號太長，所以選擇前面30位作為前綴索引，用作訂單號的查詢，當(dāng)然這里涉及到一個非常經(jīng)典的業(yè)務(wù)場景，訂單號機(jī)制。

業(yè)務(wù)場景：前綴索引一個典型的應(yīng)用場景就是處理訂單號，一個看似很長的訂單號，其實(shí)包含的信息非常多：

• 時間點(diǎn)：就是訂單生成的時間，年月日時分秒；
• 標(biāo)識位：即一個唯一的UID，保證訂全單號唯一；
• 埋點(diǎn)一：在很多業(yè)務(wù)中，在訂單號記錄產(chǎn)品類目；
• 埋點(diǎn)二：通常會標(biāo)識產(chǎn)品屬性，例如顏色，口味等；
• 錯位符：防止訂單號被分析，會隨機(jī)一段錯位符號；

如此一段分析下來，實(shí)際訂單號是非常長的，所以需要引入前綴索引機(jī)制，前綴索引期望使用的索引長度可以篩選整個列的基數(shù)，例如上面的訂單號：

• 大部分業(yè)務(wù)基于時間節(jié)點(diǎn)篩選足夠，即索引長度14位；
• 如果是并發(fā)業(yè)務(wù)，很多時間節(jié)點(diǎn)相同，則索引長度是時間點(diǎn)+標(biāo)識位；

注意：如果業(yè)務(wù)允許的情況下，一般要求前綴索引的長度有唯一性，例如上面的時間和標(biāo)示位。

4、其他索引

例如全文索引等，這些用到的場景不多，如果數(shù)據(jù)龐大，又需要檢索等，通常會選擇強(qiáng)大的搜索中間件來處理。顯式唯一索引，這種也會在程序上做規(guī)避，避免不友好的異常被拋出。

三、索引查詢

如何創(chuàng)建最優(yōu)的索引，是一件不容易的事情，同樣在查詢的時候，是否使用索引也是一件難度極大的事情，經(jīng)驗(yàn)之談：多數(shù)是性能問題暴露的時候，才會回頭審視查詢的SQL語句，針對性能問題，做相應(yīng)的查詢優(yōu)化。

1、單列查詢

這里直接查詢主鍵索引，MySQL的主鍵一般選擇自增，所以速度非?？臁?/p> EXPLAIN SELECT * FROM ds_order WHERE id=2; EXPLAIN SELECT * FROM ds_order WHERE id=1+1; EXPLAIN SELECT * FROM ds_order WHERE id+1=1;

這里，id=2,id=1+1，MySQL都可以自動解析，但是id+1是在索引列上執(zhí)行運(yùn)算，直接導(dǎo)致主鍵索引失效。這里有一個基本策略，如果非要在單列索引上做操作，可以將該邏輯放在程序中，到MySQL層面，SQL語句越干凈利落越好。

2、前綴索引查詢

前綴索引的查詢，可以基于Like對特定長度篩選，或者全訂單號查詢。

EXPLAIN SELECT * FROM ds_order WHERE order_no LIKE '202008011314158723628732871625%'; EXPLAIN SELECT * FROM ds_order WHERE order_no='20200801131415872362873287162572367';

3、組合索引查詢

查詢最麻煩的就是組合索引，或者說查詢條件組合起來，都使用了索引：

EXPLAIN SELECT * FROM ds_order WHERE create_time>'2020-08-01 00:00:00' AND order_state='1';

上述基于組合索引中列的順序，使用了組合索引：state_create_time_index。

EXPLAIN SELECT * FROM ds_order WHERE create_time>'2020-08-01 00:00:00';

上述只使用create_time列，也同樣使用了索引結(jié)構(gòu)。

EXPLAIN SELECT * FROM ds_order WHERE order_state='1';

上述如果只使用order_state條件，則結(jié)果顯示全表掃描。

EXPLAIN SELECT * FROM ds_order WHERE create_time>'2020-08-01 00:00:00' AND order_no LIKE '20200801%';

上述則基于組合索引的create_time列和單列索引order_no保證查詢條件都使用了索引。

通過上面幾個查詢案例，索引組合索引使用的注意事項(xiàng)如下：

• 組合索引必須按索引最左列開始查詢；
• 不能跳過組合字段查詢,這樣無法使用索引；

四、索引其他說明

1、索引的優(yōu)點(diǎn)

• 基于注解或唯一索引保證數(shù)據(jù)庫表中數(shù)據(jù)的唯一性；
• 索引通過減少掃描表的行數(shù)提高查詢的效率；

2、索引的缺點(diǎn)

• 創(chuàng)建索引和維護(hù)索引，會耗費(fèi)空間和實(shí)際；
• 查詢以外的操作增刪改等，都需要動態(tài)維護(hù)索引；

3、索引使用總結(jié)

索引機(jī)制在MySQL中真的非常復(fù)雜，非專業(yè)的DBA(就是指開發(fā)人員)，基本要熟練常見的索引結(jié)構(gòu)，待過兩年所謂的大廠，每個版本開發(fā)涉及的核心表SQL都是有專業(yè)DBA驗(yàn)收，復(fù)雜的查詢都是提交需求，DBA直接輸出查詢SQL，當(dāng)然在一般公司是沒有DBA，需要開發(fā)在開發(fā)的過程中不斷的思考，逐步優(yōu)化，這需要對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有一定的敏感度，對核心接口有執(zhí)行監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)稍微出現(xiàn)耗時情況，就可以不斷優(yōu)化，這個積累是個枯燥和進(jìn)步的過程。

五、源代碼地址

GitHub·地址 https://github.com/cicadasmile/mysql-data-base GitEE·地址 https://gitee.com/cicadasmile/mysql-data-base

推薦閱讀：MySQL數(shù)據(jù)庫系列

序號文章標(biāo)題

01	MySQL基礎(chǔ)：經(jīng)典實(shí)用查詢案例，總結(jié)整理
02	MySQL基礎(chǔ)：從五個維度出發(fā)，審視表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
03	MySQL基礎(chǔ)：系統(tǒng)和自定義函數(shù)總結(jié)，觸發(fā)器使用詳解
04	MySQL基礎(chǔ)：存儲過程和視圖，用法和特性詳解
05	MySQL基礎(chǔ)：邏輯架構(gòu)圖解和InnoDB存儲引擎詳解
06	MySQL基礎(chǔ)：事務(wù)管理，鎖機(jī)制案例詳解
07	MySQL基礎(chǔ)：用戶和權(quán)限管理，日志體系簡介
01	MySQL進(jìn)階：基于多個維度，分析服務(wù)器性能
02	MySQL進(jìn)階：索引體系劃分，B-Tree結(jié)構(gòu)說明

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的MySQL进阶篇(03)：合理的使用索引结构和查询的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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