MYSQL：索引基礎知識
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MySQL Index的使用
以下是理論知識備忘：
一、什麼是索引？
索引用來快速地尋找那些具有特定值的記錄，所有MySQL索引都以B-樹的形式儲存。如果沒有索引，執行查詢時MySQL必須從第一個記錄開始掃描整個表的所有記錄，直至找到符合要求的記錄。表裡面的記錄數量越多，這個操作的代價就越高。如果作為搜尋條件的列上已經建立了索引，MySQL無需掃描任何記錄即可迅速得到目標記錄所在的位置。如果表有1000個記錄，通過索引查詢記錄至少要比順序掃描記錄快100倍。
假設我們建立了一個名為people的表：
CREATE TABLE people ( peopleid SMALLINT NOT NULL, name CHAR(50) NOT NULL );
然後，我們完全隨機把1000個不同name值插入到people表。下圖顯示了people表所在資料檔案的一小部分：
可以看到，在資料檔案中name列沒有任何明確的次序。如果我們建立了name列的索引，MySQL將在索引中排序name列：
對於索引中的每一項，MySQL在內部為它儲存一個數據檔案中實際記錄所在位置的“指標”。因此，如果我們要查詢name等於“Mike”記錄的 peopleid（SQL命令為“SELECT peopleid FROM people WHERE name=’Mike’;”），MySQL能夠在name的索引中查詢“Mike”值，然後直接轉到資料檔案中相應的行，準確地返回該行的 peopleid（999）。在這個過程中，MySQL只需處理一個行就可以返回結果。如果沒有“name”列的索引，MySQL要掃描資料檔案中的所有記錄，即1000個記錄！顯然，需要MySQL處理的記錄數量越少，則它完成任務的速度就越快。
二、索引的型別
MySQL提供多種索引型別供選擇：
普通索引
這是最基本的索引型別，而且它沒有唯一性之類的限制。普通索引可以通過以下幾種方式建立：
建立索引，例如CREATE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表);
修改表，例如ALTER TABLE tablename ADD INDEX [索引的名字] (列的列表);
建立表的時候指定索引，例如CREATE TABLE tablename ( […], INDEX [索引的名字] (列的列表) );
唯一性索引
這種索引和前面的“普通索引”基本相同，但有一個區別：索引列的所有值都只能出現一次，即必須唯一。唯一性索引可以用以下幾種方式建立：
建立索引，例如CREATE UNIQUE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表);
修改表，例如ALTER TABLE tablename ADD UNIQUE [索引的名字] (列的列表);
建立表的時候指定索引，例如CREATE TABLE tablename ( […], UNIQUE [索引的名字] (列的列表) );
主鍵
主鍵是一種唯一性索引，但它必須指定為“PRIMARY KEY”。如果你曾經用過AUTO_INCREMENT型別的列，你可能已經熟悉主鍵之類的概念了。主鍵一般在建立表的時候指定，例如“CREATE TABLE tablename ( […], PRIMARY KEY (列的列表) ); ”。但是，我們也可以通過修改表的方式加入主鍵，例如“ALTER TABLE tablename ADD PRIMARY KEY (列的列表); ”。每個表只能有一個主鍵。
全文索引
MySQL從3.23.23版開始支援全文索引和全文檢索。在MySQL中，全文索引的索引型別為FULLTEXT。全文索引可以在VARCHAR或者TEXT型別的列上建立。它可以通過CREATE TABLE命令建立，也可以通過ALTER TABLE或CREATE INDEX命令建立。對於大規模的資料集，通過ALTER TABLE（或者CREATE INDEX）命令建立全文索引要比把記錄插入帶有全文索引的空表更快。本文下面的討論不再涉及全文索引，要了解更多資訊，請參見MySQL documentation。
三、單列索引與多列索引
索引可以是單列索引，也可以是多列索引。下面我們通過具體的例子來說明這兩種索引的區別。假設有這樣一個people表：
CREATE TABLE people ( peopleid SMALLINT NOT NULL AUTO_INCREMENT, firstname CHAR(50) NOT NULL, lastname CHAR(50) NOT NULL, age SMALLINT NOT NULL, townid SMALLINT NOT NULL, PRIMARY KEY (peopleid) );
下面是我們插入到這個people表的資料：
這個資料片段中有四個名字為“Mikes”的人（其中兩個姓Sullivans，兩個姓McConnells），有兩個年齡為17歲的人，還有一個名字與眾不同的Joe Smith。
這個表的主要用途是根據指定的使用者姓、名以及年齡返回相應的peopleid。例如，我們可能需要查詢姓名為Mike Sullivan、年齡17歲使用者的peopleid（SQL命令為SELECT peopleid FROM people WHERE firstname=’Mike’ AND lastname=’Sullivan’ AND age=17;）。由於我們不想讓MySQL每次執行查詢就去掃描整個表，這裡需要考慮運用索引。
首先，我們可以考慮在單個列上建立索引，比如firstname、lastname或者age列。如果我們建立firstname列的索引（ALTER TABLE people ADD INDEX firstname (firstname);），MySQL將通過這個索引迅速把搜尋範圍限制到那些firstname=’Mike’的記錄，然後再在這個“中間結果集”上進行其他條件的搜尋：它首先排除那些lastname不等於“Sullivan”的記錄，然後排除那些age不等於17的記錄。當記錄滿足所有搜尋條件之後，MySQL就返回最終的搜尋結果。
由於建立了firstname列的索引，與執行表的完全掃描相比，MySQL的效率提高了很多，但我們要求MySQL掃描的記錄數量仍舊遠遠超過了實際所需要的。雖然我們可以刪除firstname列上的索引，再建立lastname或者 age列的索引，但總地看來，不論在哪個列上建立索引搜尋效率仍舊相似。
為了提高搜尋效率，我們需要考慮運用多列索引。如果為firstname、lastname和age這三個列建立一個多列索引，MySQL只需一次檢索就能夠找出正確的結果！下面是建立這個多列索引的SQL命令：
ALTER TABLE people ADD INDEX fname_lname_age (firstname,lastname,age);
由於索引檔案以B-樹格式儲存，MySQL能夠立即轉到合適的firstname，然後再轉到合適的lastname，最後轉到合適的age。在沒有掃描資料檔案任何一個記錄的情況下，MySQL就正確地找出了搜尋的目標記錄！
那麼，如果在firstname、lastname、age這三個列上分別建立單列索引，效果是否和建立一個firstname、lastname、 age的多列索引一樣呢？答案是否定的，兩者完全不同。當我們執行查詢的時候，MySQL只能使用一個索引。如果你有三個單列的索引，MySQL會試圖選擇一個限制最嚴格的索引。但是，即使是限制最嚴格的單列索引，它的限制能力也肯定遠遠低於firstname、lastname、age這三個列上的多列索引。
四、最左字首
多列索引還有另外一個優點，它通過稱為最左字首（Leftmost Prefixing）的概念體現出來。繼續考慮前面的例子，現在我們有一個firstname、lastname、age列上的多列索引，我們稱這個索引為fname_lname_age。當搜尋條件是以下各種列的組合時，MySQL將使用fname_lname_age索引：
firstname，lastname，age
firstname，lastname
firstname
從另一方面理解，它相當於我們建立了(firstname，lastname，age)、(firstname，lastname)以及(firstname)這些列組合上的索引。下面這些查詢都能夠使用這個fname_lname_age索引：
SELECT peopleid FROM people WHERE firstname=’Mike’ AND lastname=’Sullivan’ AND age=’17’; SELECT peopleid FROM people WHERE firstname=’Mike’ AND lastname=’Sullivan’; SELECT peopleid FROM people WHERE firstname=’Mike’; The following queries cannot use the index at all: SELECT peopleid FROM people WHERE lastname=’Sullivan’; SELECT peopleid FROM people WHERE age=’17’; SELECT peopleid FROM people WHERE lastname=’Sullivan’ AND age=’17’;
五、選擇索引列
在效能優化過程中，選擇在哪些列上建立索引是最重要的步驟之一。可以考慮使用索引的主要有兩種型別的列：在WHERE子句中出現的列，在join子句中出現的列。請看下面這個查詢：
SELECT age ## 不使用索引
FROM people WHERE firstname=’Mike’ ## 考慮使用索引
AND lastname=’Sullivan’ ## 考慮使用索引
這個查詢與前面的查詢略有不同，但仍屬於簡單查詢。由於age是在SELECT部分被引用，MySQL不會用它來限制列選擇操作。因此，對於這個查詢來說，建立age列的索引沒有什麼必要。下面是一個更復雜的例子：
SELECT people.age, ##不使用索引
town.name ##不使用索引
FROM people LEFT JOIN town ON
people.townid=town.townid ##考慮使用索引
WHERE firstname=’Mike’ ##考慮使用索引
AND lastname=’Sullivan’ ##考慮使用索引
與前面的例子一樣，由於firstname和lastname出現在WHERE子句中，因此這兩個列仍舊有建立索引的必要。除此之外，由於town表的townid列出現在join子句中，因此我們需要考慮建立該列的索引。
那麼，我們是否可以簡單地認為應該索引WHERE子句和join子句中出現的每一個列呢？差不多如此，但並不完全。我們還必須考慮到對列進行比較的操作符型別。MySQL只有對以下操作符才使用索引：<，<=，=，>，>=，BETWEEN，IN，以及某些時候的LIKE。可以在LIKE操作中使用索引的情形是指另一個運算元不是以萬用字元（%或者_）開頭的情形。例如，“SELECT peopleid FROM peopleWHERE firstname LIKE ‘Mich%’;”這個查詢將使用索引，但“SELECT peopleid FROM people WHERE firstname LIKE ‘%ike’;”這個查詢不會使用索引。
六、分析索引效率
現在我們已經知道了一些如何選擇索引列的知識，但還無法判斷哪一個最有效。MySQL提供了一個內建的SQL命令幫助
一、 MySQL建表，欄位需設定為非空，需設定欄位預設值。
二、 MySQL建表，欄位需NULL時，需設定欄位預設值，預設值不為NULL。
三、 MySQL建表，如果欄位等價於外來鍵，應在該欄位加索引。
四、 MySQL建表，不同表之間的相同屬性值的欄位，列型別，型別長度，是否非空，是否預設值，需保持一致，否則無法正確使用索引進行關聯對比。
五、 MySQL使用時，一條SQL語句只能使用一個表的一個索引。所有的欄位型別都可以索引，多列索引的屬性最多15個。
六、 如果可以在多個索引中進行選擇，MySQL通常使用找到最少行的索引，索引唯一值最高的索引。
七、 建立索引index（part1,part2,part3）,相當於建立了 index(part1),index(part1,part2)和index（part1,part2,part3）三個索引。
八、 MySQL針對like語法必須如下格式才使用索引：
SELECT * FROM t1 WHERE key_col LIKE ‘ab%’ ；
九、 SELECT COUNT(*) 語法在沒有where條件的語句中執行效率沒有SELECT COUNT(col_name)快，但是在有where條件的語句中執行效率要快。
十、 在where條件中多個and的條件中，必須都是一個多列索引的key_part屬性而且必須包含key_part1。各自單一索引的話，只使用遍歷最少行的那個索引。
十一、 在where條件中多個or的條件中，每一個條件，都必須是一個有效索引。
十二、 ORDER BY 後面的條件必須是同一索引的屬性，排序順序必須一致（比如都是升序或都是降序）。
十三、 所有GROUP BY列引用同一索引的屬性，並且索引必須是按順序儲存其關鍵字的。
十四、 JOIN 索引，所有匹配ON和where的欄位應建立合適的索引。
十五、 對智慧的掃描全表使用FORCE INDEX告知MySQL，使用索引效率更高。
十六、 定期ANALYZE TABLE tbl_name為掃描的表更新關鍵字分佈 。
十七、 定期使用慢日誌檢查語句，執行explain，分析可能改進的索引。
十八、 條件允許的話，設定較大的key_buffer_size和query_cache_size的值（全域性引數），和sort_buffer_size的值（session變數，建議不要超過4M）。