阿里的御用框架，MyBatis與設計模式的激情碰撞

阿新 • • 發佈：2020-12-22

技術標籤：MySQL mysql

MySQL索引

定義
1. 是資料庫管理系統中的一個排序資料結構，佔用一定的儲存空間，底層實現B樹
索引解決了什麼問題
1. 資料表做資料查詢一般情況是全表掃描，資料量小的話，一千以下，時間消耗不大，如果資料量超過一千以上，效率開始以每千條增加1.3ms。索引可以極大地提高查詢效率，將查詢效能提升幾個數量級。索引原理：對資料分門別類縮小查詢範圍從而提高查詢效率。
MySQL索引種類：主要有五種
1. 主鍵索引（primary key）
  1. 特殊的唯一索引：唯一索引=主鍵索引+null 值
  2. 列的值必須唯一，不允許有重複值，不允許有空值
  3. 可以再建立表的時候直接指定，不能使用create index 建立，可以使用alter table 建立
2. 唯一索引（unique ）
  1. 與普通索引類似
  2. 不同的是索引的列值必須是唯一的，不能有重複值
  3. 列值可以允許有空值
  4. 如果是組合索引，列值的組合必須是唯一的
3. 普通索引
  1. 最基本的索引，沒有任何限制
4. 組合索引
  1. 普通索引+多列
5. 全文索引（fulltext index）
  1. 全文FullText索引用於全文搜尋，只有InnoDB和MyiSAM儲存引擎支援全文索引
  2. 僅適用於char、varchar、text列
關於索引的幾個問題
1. 建立索引的表的資料量需要有多大？
  1. 資料量超過一千條，才會看出索引效率
  2. region 是資料量為三千七條的表，bs_street 表資料四萬二
  3. select * from region where id = ‘310112’;–有索引時： 0.001s
    
    select * from region where id = ‘310112’; --無索引時： 0.005s
    
    select * from bs_street where street_id = ‘65537’; ## 有索引：0.001s 精準查詢+索引 select * from bs_street where street_id = ‘65537’; 沒有索引時：0.053s
    
    結論：每千條資料增加查詢時間1.3ms
2. 表建立時預設為主鍵建立索引？
  1. 不是，只有使用primary key 定義了主鍵id，才會在主鍵id上建立索引primary key
3. 在sql中建立sql語句驗證sql執行效率？
  1. 示列：name建立一個普通索引
    1. alter table region add index name_index(name);
    2. select * from region where name = ‘閔行區’；-- 0.001s
    3. 查詢效率一下子就提高了：-- 0.004s
4. 建立專案驗證sql查詢效率？
  1. 有業務邏輯程式碼佔用時間，
  2. 對於表的操作增刪改查，是否擁有索引，效率檢視，直接在sql語句的執行時間就可以了
5. 同一列上是否可以新增多種索引？
  1. ```
  alter table region add primary key (id) ;
  alter table region add unique (id) ;
  alter table region add index id_index (id);
```
2. 上述sql執行成功，同一列上可以新增多種索引。
6. 如果某列上有多個索引，查詢效果會疊加嗎？
  1. 不會，因為每條sql的查詢只能使用一個索引
  2. explain select * from region where id = ‘110115’
  3. id是主鍵索引、唯一索引、普通索引、生效的只有primary key
7. 查詢中如果多個語句分別用到了索引，查詢的效率是否疊加？
  1. select * from region where id = (select id from region where name = ‘大興區’);–id無索引，name無索引，0.011s
  2. select * from region where id = (select id from region where name = ‘大興區’);–id有索引，name無索引，0.004s
  3. select * from region where id = (select id from region where name = ‘大興區’);–id有索引，name有索引，0.001s
  4. id 列是primary key 索引，name列是index 普通索引
  5. 查詢中每個都用到了單列索引，查詢的效率肯定是疊加的。
如何使用索引
1. 建立索引
  1. CREATE INDEX INDEX_NAME ON TABLE_NAME (COLUMN)
    1. 不適用於主鍵索引primary key
      
      示例：create index name_index on region (name) ;
  2. 建立表時建立索引
    1. ```
    create table teacher(
    id int(10) not null ,
    name varchar(20) null,
    age int(3) null,
    address varchar(30) null,
    primary key (id)
    )
```
2. 檢視索引
  1. show index from table_name ;
    
    示例：show index from region ;
  2. show keys from table_name ;
3. 修改表結構時新增索引
  
  1.新增PRIMARY KEY（主鍵索引）
  
  ALTER TABLE table_name ADD PRIMARY KEY ( column )
  
  2.新增UNIQUE(唯一索引)
  ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE ( column )
  
  3.新增INDEX(普通索引)
  
  ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name ( column )
  
  4.新增FULLTEXT(全文索引)
  
  ALTER TABLE table_name ADD FULLTEXT ( column)
  
  5.新增多列索引
  
  ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name ( column1, column2, column3 )
  
  組合索引和普通索引，因為不是唯一的，所以需要指定索引名
  
  主鍵索引、唯一索引、全文索引，因為是唯一的，所以只需要指定索引型別就可以了
4. 刪除索引
  1. drop index index_name on table_name ;
    1. 示例：DROP INDEX NAME_INDEX ON REGION ;
  2. alter table table_name drop index index_name ;
  3. alter table table_name drop primary key ;
    1. 示例：alter table region drop primary key ;
  4. [SQL]alter table region drop primary key ;
    受影響的行: 3750 時間: 4.576s
  5. 索引已經刪除了，再執行一次：alter table region drop primary key ;
    
    [SQL]alter table region drop primary key ;
    [Err] 1091 - Can’t DROP ‘PRIMARY’; check that column/key exists
5. 驗證索引是否生效
  1. explain select * from region where id = ‘110115’ and name = ‘大興區’;
    - table：這是表的名字。
  - type：連線操作的型別。下面是MySQL文件關於ref連線型別的說明：
    
    “對於每一種與另一個表中記錄的組合，MySQL將從當前的表讀取所有帶有匹配索引值的記錄。如果連線操作只使用鍵的最左字首，或者如果鍵不是UNIQUE或PRIMARY KEY型別（換句話說，如果連線操作不能根據鍵值選擇出唯一行），則MySQL使用ref連線型別。如果連線操作所用的鍵只匹配少量的記錄，則ref是一種好的連線型別。”
    
    在本例中，由於索引不是UNIQUE型別，ref是我們能夠得到的最好連線型別。
    
    如果EXPLAIN顯示連線型別是“ALL”，而且你並不想從表裡面選擇出大多數記錄，那麼MySQL的操作效率將非常低，因為它要掃描整個表。你可以加入更多的索引來解決這個問題。預知更多資訊，請參見MySQL的手冊說明。
  - possible_keys：
    可能可以利用的索引的名字。這裡的索引名字是建立索引時指定的索引暱稱；如果索引沒有暱稱，則預設顯示的是索引中第一個列的名字（在本例中，它是“firstname”）。預設索引名字的含義往往不是很明顯。
  - Key：
    它顯示了MySQL實際使用的索引的名字。如果它為空（或NULL），則MySQL不使用索引。
  - key_len：
    索引中被使用部分的長度，以位元組計。在本例中，key_len是102，其中firstname佔50位元組，lastname佔50位元組，age佔2位元組。如果MySQL只使用索引中的firstname部分，則key_len將是50。
  - ref：
    它顯示的是列的名字（或單詞“const”），MySQL將根據這些列來選擇行。在本例中，MySQL根據三個常量選擇行。
  - rows：
    MySQL所認為的它在找到正確的結果之前必須掃描的記錄數。顯然，這裡最理想的數字就是1。
  - Extra：
    這裡可能出現許多不同的選項，其中大多數將對查詢產生負面影響。在本例中，MySQL只是提醒我們它將用WHERE子句限制搜尋結果集。
6. 主鍵索引
  1. 定義
    1. 如果該列的特點是：值唯一，無null值，可以使用primary key 來約束和保證。
    2. 每張表中只能由一個primary key 主鍵索引，如果在不同的列上重複定義primary，報錯：[Err] 1068 - Multiple primary key defined
  2. 解決了什麼問題
    1. 作為索引，提高了查詢效率
    2. 保證了列值唯一，不能有重複值、不能有null值
  3. 如何使用
    1. 檢視索引
      
      show index from region ;
    2. 建立索引
      
      create primary key on region (id) ; – 無效
    3. 新增索引
      
      alter table region add primary key (id) ;-- 3.594s
    4. 刪除索引
      
      drop primary key on region ;## 無效
      alter table region drop primary key ; – 3.726s
    5. 驗證索引是否生效
      select * from region where id = ‘810305’ ; ## 有索引時：0.001s 無索引時： 0.006s
      explain select * from region where id = ‘810305’ ;
    6. 同一張表中分別定義不同的列為primary key ，
      1. alter table region add primary key (id) ;
      2. alter table region add primary key (Lng) ;
      3. 報錯：[Err] 1068 - Multiple primary key defined
7. 唯一索引
  1. 定義
    1. 它與前面的"主鍵索引"類似，不同的就是：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
  2. 為什麼使用唯一索引
    1. 提高查詢效率
    2. 保證列值的唯一性，可以有null值
    3. 參考別人的解釋：你為了做到資料不能有重複值，但是資料庫怎麼保證沒有重複值呢？當然是在儲存資料的時候查一遍，那麼怎樣查詢快呢？當然是建立索引
  3. 如何使用唯一索引
    1. 唯一索引
      show index from region ;
    2. 建立唯一索引
      create unique index np_u_index on region (name,pid);
    3. 新增索引 (可以根據多列值建立唯一索引）
      alter table region add unique index np_u_index (name,pid) ;
    4. 檢視索引
      show index from region ;
    5. 刪除索引
      alter table region drop index np_u_index ;
      drop index np_u_index on region ;
    6. 驗證索引是否生效
      select * from region where name = ‘大堂區’ and pid = ‘820100’ ; ## 有索引時：0.002s 無索引時： 0.005s
      explain select * from region where name = ‘大堂區’ and pid = ‘820100’ ;
8. 普通索引
  1. 定義
    1. 沒有約束，可以用於任何列，允許null值，允許重複值
  2. 解決了什麼問題
    1. 提高列值作為查詢條件時的查詢效率
  3. 如何使用
    1. 建立索引
      create index name_index on region(name) ;
    2. 檢視索引
      show index from region ;
    3. 新增索引
      alter table region add index name_index (name) ;
    4. 刪除索引
      drop index name_index on region
      alter table region drop index name_index ;
      select * from region where name = ‘大堂區’ ; ## 有索引時：0.001s 無索引時： 0.005s
      explain select * from region where name = ‘大堂區’ ;
9. 複合索引
  1. 定義
    1. 在多列上建立的普通索引叫做複合索引
    2. 複合索引查詢效率由高到低，從左往右排列，類似於：省市區街道戶
    3. 遵循最左原則，
    4. 複合索引所在的列不能有null值，如果某列中有null值，該列索引無效
    5. 例如索引是key index (a,b,c). 可以支援a | a,b| a,b,c 3種組合進行查詢，但不支援 b,c進行查詢 .當最左側欄位是常量引用時，索引就十分有效。
  2. 解決了什麼問題
    1. 複合索引在資料庫操作間佔用的開銷更小，可以代替多個單一索引
    2. 有兩個概念：窄索引和款索引，窄索引：指索引列為1-2列的索引
    3. 寬索引：指索引列超過2列的索引
    4. 設計索引的一個重要原則：儘量使用窄索引不用寬索引，因為窄索引更加高效
  3. 如何使用
    1. 建立索引
      create index name_pid_yzcode on region (name,pid,yzcode) ;
    2. 檢視索引
      show index from region ;
    3. 新增索引
      alter table region add index name_pid_yzcode (name,pid,yzcode) ;
    4. 刪除索引
      drop index name_pid_yzcode on region ;
      alter table region drop index name_pid_yzcode ;
    5. ```
    explain  select * from region  where name = '元氏縣'  ;	
    explain  select * from region  where pid = '130100'  ;  -- 沒有用到索引
    explain  select * from region  where yzcode = '051130'  ;-- 沒有用到索引
    explain  select * from region  where name = '元氏縣' and pid = '130100'  ;
    explain  select * from region  where name = '元氏縣' and pid = '130100' and yzcode = '051130' ;
    explain  select * from region  where  pid = '130100' and yzcode = '051130';-- 沒有用到索引
```
10. 全文索引
  1. 定義
    1. fulltext型別的索引
    2. 自然語言的全文索引
      1. 常見單詞不會被搜尋，如果某個詞的初夏頻率超過50%
    3. 布林全文索引
  2. 解決了什麼問題
    1. 相比於使用模糊查詢提高了效率。
  3. 如何使用
    1. 建立索引
      1. create FULLTEXT index full_index on region (name) ;
    2. 檢視索引
      1. show keys from region ;
    3. 新增索引
      1. alter table region add FULLTEXT index full_index (name) ;
    4. 刪除索引
      1. drop index full_index on region ;
      2. alter table region drop index full_index ;
    5. 查詢使用索引
    6. 查詢格式：MATCH (columnName) AGAINST (‘string’)；
    7. 查詢多列複合全文索引:
      
      SELECT * FROM student WHERE MATCH(name,address) AGAINST(‘聰廣東’)
    8. 使用命令：
      - SHOW VARIABLES LIKE ‘ft%’; #ft就是FullText的簡寫檢視所有的限制引數
        
        ft_boolean_syntax + -><()~*:""&| #改變IN BOOLEAN MODE的查詢字元，不用重新啟動MySQL也不用重建索引
        min_word_len 4 #最短的索引字串，預設值為4，(通常改為1)修改後必須重建索引檔案
      - 重新建立索引命令：repair table tablename quick
      - ft_max_word_len 84 #最長的索引字串，預設值為84，修改後必須重建索引檔案
      - ft_query_expansion_limit 20 #查詢括展時取最相關的幾個值用作二次查詢
      - ft_stopword_file (built-in) #全文索引的過濾詞檔案，具體可以參考：
    9. 自然語言全文索引
      select * from region where match (name) against(‘東城’);
    10. 布林全文索引
      select * from region where MATCH(name) AGAINST('橋西’IN BOOLEAN MODE) ;
11. 索引的缺點
  1. 佔用磁碟空間
    
    首先，索引要佔用磁碟空間。通常情況下，這個問題不是很突出。但是，如果你建立每一種可能列組合的索引，索引檔案體積的增長速度將遠遠超過資料檔案。如果你有一個很大的表，索引檔案的大小可能達到作業系統允許的最大檔案限制。
  2. 增加增刪改時間
    
    對於需要寫入資料的操作，比如DELETE、UPDATE以及INSERT操作，索引會降低它們的速度。這是因為MySQL不僅要把改動資料寫入資料檔案，而且它還要把這些改動寫入索引檔案。
12. 索引失效情況
  1. 在索引列上使用： is null 如果列值可以為null索引有效，如果列值不能為null，索引失效； is not null 索引失效；
    1. ```
    create index name_index on  region (name) ;                
    show keys from region ;
    update region set name = null where id = '900002' ;
    explain select * from region where name is null ; ## 索引生效  name 可以為 null 
    explain select * from region where name is not null ; ## 索引失效  
    drop index name_index on region ;
    show keys from student ;
    create unique index  name_index on student (name) ;  ## 修改 name屬性不能為null
    explain select * from student where name is null ; ## 索引失效 name 不能為 null 
    explain select * from student where name is not null ; ## 索引失效  
    explain select * from student where id is null ; ## 索引失效  primary key id 
```
2. or關鍵字，網上說的情況是：其中一個條件列上面沒有索引，沒有索引怎麼會生效，真是無語！
  1. ```
  ## name 有索引，pid沒有索引
  explain select * from region where name = '沙田區' or  pid = '110000' ;## 索引不生效
  explain select * from region where   pid = '110000' or name = '沙田區'  ;## 索引不生效
  explain select * from region where name =  '大堂區' or name  = '氹仔島' ; ## 索引生效
```
  3. 複合索引沒有遵循最左匹配原則時，查詢條件中如果沒有最左的那列，索引不生效
    1. ```
    create index name_pid_yzcode on region (name,pid,yzcode) ;
    explain select * from region where pid = '110000' and yzcode = '100000' ; ## 索引不生效
```
4. 使用like ‘%str%’ ‘%str’ ,索引不生效
  1. ```
  explain select * from region where name like '沙田%' ;  ## 索引生效
  explain select * from region where name like '%沙田區%' ;## 索引不生效
  explain select * from region where name like '%田區' ;## 索引不生效
```
  5. 普通索引上使用邏輯運算子： != 索引無效，
    1. ```
    explain select * from region where id != 900001 ; ## primary key 索引有效
    create index level_index on region (level) ;
    show index from region ;
    explain select * from region where level != 1 ; ## 索引失效  普通索引
```
6. 使用比較運算子：±*/ ，還有函式運算 ,沒有在索引列上直接指定結果，索引失效
  1. ```
  explain select * from region where level+1 = 2 ; ## 索引失效
  explain select * from region where level-1 = 1 ; ## 索引失效
  explain select * from region where level*1 = 2 ; ## 索引失效
  explain select * from region where level/1 = 3 ; ## 索引失效
  explain select * from region where level =  ( select max(level) from region ) ; ## 索引失效  這個好像不太合適！！嘻嘻
```
  7. show status like ‘Handler_read%’;
13. 聚簇索引和非聚簇索引
  
  更新中····（哈哈哈）

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