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索引與執行計劃

阿新 • • 發佈：2021-11-17

1.什麼是索引

1）索引就好比一本書的目錄，它能讓你更快的找到自己想要的內容。
2）讓獲取的資料更有目的性，從而提高資料庫檢索資料的效能。

2.索引型別介紹

1)BTREE:B+樹索引
2)HASH：HASH索引
3)FULLTEXT：全文索引
4)RTREE：R樹索引



圖1·B+tree索引

圖2·B*tree索引
3.索引管理

索引建立在表的列上(欄位)的。
在where後面的列建立索引才會加快查詢速度。
pages<---索引（屬性）<----查資料。

  • 1、索引分類：

主鍵索引
普通索引*****
唯一索引

  • 2、新增索引：
#建立索引
alter table test add index index_name(name);
#建立索引
create index index_name on test(name);
#檢視索引
desc table;
#檢視索引
show index from table;
#刪除索引
alter table test drop key index_name;
#新增主鍵索引（略）
#新增唯一性索引
alter table student add unique key uni_xxx
(xxx);
#查看錶中資料行數
select count(*) from city;
#檢視去重資料行數
select count(distinct name) from city;
  • 3、字首索引和聯合索引

字首索引

根據欄位的前N個字元建立索引

alter table test add index idx_name(name(10));

避免對大列建索引
如果有，就使用字首索引

聯合索引

多個欄位建立一個索引

例：
where a.女生 and b.身高 and c.體重 and d.身材好
index(a,b,c)
特點：字首生效特性
a,ab,ac,abc,abcd 可以走索引或部分走索引
b bc bcd cd c d ba ... 不走索引

原則：把最常用來做為條件查詢的列放在最前面

#建立people表
create table people (id int,name varchar(20),age tinyint,money int ,gender enum('m','f'));
#建立聯合索引
alter table people add index idx_gam(gender,age,money);

二.explain詳解

explain命令使用方法

mysql> explain select name,countrycode from city where id=1;

explain命令應用

查詢資料的方式

  • 1.全表掃描1）在explain語句結果中type為ALL
    2）什麼時候出現全表掃描?
    • 2.1 業務確實要獲取所有資料
    • 2.2 不走索引導致的全表掃描
      • 2.2.1 沒索引
      • 2.2.2 索引建立有問題
      • 2.2.3 語句有問題

生產中,mysql在使用全表掃描時的效能是極其差的，所以MySQL儘量避免出現全表掃描

  • 2.索引掃描

2.1 常見的索引掃描型別:
1）index
2）range
3）ref
4）eq_ref
5）const
6）system
7）null

從上到下，效能從最差到最好，我們認為至少要達到range級別

index：Full Index Scan，index與ALL區別為index型別只遍歷索引樹。
range：索引範圍掃描，對索引的掃描開始於某一點，返回匹配值域的行。顯而易見的索引範圍掃描是帶有between或者where子句裡帶有<,>查詢。

mysql> alter table city add index idx_city(population);
mysql> explain select * from city where population>30000000;

ref：使用非唯一索引掃描或者唯一索引的字首掃描，返回匹配某個單獨值的記錄行。

mysql> alter table city drop key idx_code;
mysql> explain select * from city where countrycode='chn';
mysql> explain select * from city where countrycode in ('CHN','USA');
mysql> explain select * from city where countrycode='CHN' union all select * from city where countrycode='USA';

eq_ref：類似ref，區別就在使用的索引是唯一索引，對於每個索引鍵值，表中只有一條記錄匹配，簡單來說，就是多表連線中使用primary key或者 unique key作為關聯條件A

join B
on A.sid=B.sid

const、system：當MySQL對查詢某部分進行優化，並轉換為一個常量時，使用這些型別訪問。

如將主鍵置於where列表中，MySQL就能將該查詢轉換為一個常量

mysql> explain select * from city where id=1000;

NULL：MySQL在優化過程中分解語句，執行時甚至不用訪問表或索引，例如從一個索引列裡選取最小值可以通過單獨索引查詢完成。

mysql> explain select * from city where id=1000000000000000000000000000;

Extra（擴充套件）
Using temporary
Using filesort 使用了預設的檔案排序（如果使用了索引，會避免這類排序）
Using join buffer

如果出現Using filesort請檢查order by ,group by ,distinct,join 條件列上沒有索引

mysql> explain select * from city where countrycode='CHN' order by population;

當order by語句中出現Using filesort，那就儘量讓排序值在where條件中出現

mysql> explain select * from city where population>30000000 order by population;
mysql> select * from city where population=2870300 order by population;

key_len: 越小越好

  • 字首索引去控制

rows: 越小越好

三.建立索引的原則（規範）

為了使索引的使用效率更高，在建立索引時，必須考慮在哪些欄位上建立索引和建立什麼型別的索引。

那麼索引設計原則又是怎樣的?

  • 1、選擇唯一性索引

唯一性索引的值是唯一的，可以更快速的通過該索引來確定某條記錄。

例如:
學生表中學號是具有唯一性的欄位。為該欄位建立唯一性索引可以很快的確定某個學生的資訊。
如果使用姓名的話，可能存在同名現象，從而降低查詢速度。
主鍵索引和唯一鍵索引，在查詢中使用是效率最高的。

select count(*) from world.city;
select count(distinct countrycode) from world.city;
select count(distinct countrycode,population ) from world.city;

注意：如果重複值較多，可以考慮採用聯合索引

  • 2．為經常需要排序、分組和聯合操作的欄位建立索引

例如:
經常需要ORDER BY、GROUP BY、DISTINCT和UNION等操作的欄位，排序操作會浪費很多時間。
如果為其建立索引，可以有效地避免排序操作

  • 3．為常作為查詢條件的欄位建立索引
    如果某個欄位經常用來做查詢條件，那麼該欄位的查詢速度會影響整個表的查詢速度。
    因此，為這樣的欄位建立索引，可以提高整個表的查詢速度。
    • 3.1 經常查詢
    • 3.2 列值的重複值少

注：如果經常作為條件的列，重複值特別多，可以建立聯合索引

  • 4．儘量使用字首來索引

如果索引欄位的值很長，最好使用值的字首來索引。例如，TEXT和BLOG型別的欄位，進行全文檢索
會很浪費時間。如果只檢索欄位的前面的若干個字元，這樣可以提高檢索速度。

----------------------------------------------------------------------------- 我是華麗的分割線 ---------------------------------------------------------------------------

  • 5．限制索引的數目
    索引的數目不是越多越好。每個索引都需要佔用磁碟空間，索引越多，需要的磁碟空間就越大。
    修改表時，對索引的重構和更新很麻煩。越多的索引，會使更新表變得很浪費時間。
  • 6．刪除不再使用或者很少使用的索引
    表中的資料被大量更新，或者資料的使用方式被改變後，原有的一些索引可能不再需要。資料庫管理
    員應當定期找出這些索引，將它們刪除，從而減少索引對更新操作的影響。

---------------------------------------------------------------------------- 是的，沒錯，又是我 -------------------------------------------------------------------------

重點關注：

  • 1.沒有查詢條件，或者查詢條件沒有建立索引
#全表掃描
select * from table;
select * from tab where 1=1;

在業務資料庫中，特別是資料量比較大的表,是沒有全表掃描這種需求。
1）對使用者檢視是非常痛苦的。
2）對伺服器來講毀滅性的。
3）SQL改寫成以下語句：

#情況1
#全表掃描
select * from table;
#需要在price列上建立索引
selec * from tab order by price limit 10;
#情況2
#name列沒有索引
select * from table where name='zhangsan';
1、換成有索引的列作為查詢條件
2、將name列建立索引
  • 2.查詢結果集是原表中的大部分資料，應該是25％以上
mysql> explain select * from city where population>3000 order by population;

1）如果業務允許，可以使用limit控制。
2）結合業務判斷，有沒有更好的方式。如果沒有更好的改寫方案就儘量不要在mysql存放這個資料了，放到redis裡面。

  • 3.索引本身失效，統計資料不真實

    索引有自我維護的能力。
    對於表內容變化比較頻繁的情況下，有可能會出現索引失效。
    重建索引就可以解決

  • 4.查詢條件使用函式在索引列上或者對索引列進行運算，運算包括(+，-，*等)
#例子
錯誤的例子：select * from test where id-1=9;
正確的例子：select * from test where id=10;
  • 5.隱式轉換導致索引失效.這一點應當引起重視.也是開發中經常會犯的錯誤
mysql> create table test (id int ,name varchar(20),telnum varchar(10));
mysql> insert into test values(1,'zs','110'),(2,'l4',120),(3,'w5',119),(4,'z4',112);
mysql> explain select * from test where telnum=120;
mysql> alter table test add index idx_tel(telnum);
mysql> explain select * from test where telnum=120;
mysql> explain select * from test where telnum=120;
mysql> explain select * from test where telnum='120';
  • 6． <> ，not in 不走索引
mysql> select * from tab where telnum <> '1555555';
mysql> explain select * from tab where telnum <> '1555555';

單獨的>,<,in 有可能走，也有可能不走，和結果集有關，儘量結合業務新增limit
or或in儘量改成union

EXPLAIN SELECT * FROM teltab WHERE telnum IN ('110','119');
#改寫成
EXPLAIN SELECT * FROM teltab WHERE telnum='110'
UNION ALL
SELECT * FROM teltab WHERE telnum='119'
  • 7．like "%_" 百分號在最前面不走
#走range索引掃描
EXPLAIN SELECT * FROM teltab WHERE telnum LIKE '31%';
#不走索引
EXPLAIN SELECT * FROM teltab WHERE telnum LIKE '%110';

%linux%類的搜尋需求，可以使用Elasticsearch -------> ELK

  • 8.單獨引用聯合索引裡非第一位置的索引列
CREATE TABLE t1 (id INT,NAME VARCHAR(20),age INT ,sex ENUM('m','f'),money INT);
ALTER TABLE t1 ADD INDEX t1_idx(money,age,sex);
DESC t1
SHOW INDEX FROM t1
#走索引的情況測試
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE money=30 AND age=30 AND sex='m';
#部分走索引
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE money=30 AND age=30;
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE money=30 AND sex='m';
#不走索引
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE age=20
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE age=30 AND sex='m';
EXPLAIN SELECT NAME,age,sex,money FROM t1 WHERE sex='m';

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