一、索引概述

1. 簡介

索引是對資料庫表中一列或多列的值進行排序的一種結構，使用索引可快速訪問資料庫表中的特定資訊。

舉例說明索引：如果把資料庫中的某一張看成一本書，那麼索引就像是書的目錄，可以通過目錄快速查詢書中指定內容的位置，對於資料庫表來說，可以通過索引快速查詢表中的資料。

2. 索引的原理

索引一般以檔案形式存在磁碟中（也可以存於記憶體中），儲存的索引的原理大致概括為以空間換時間，資料庫在未新增索引的時候進行查詢預設的是進行全量搜尋，也就是進行全域性掃描，有多少條資料就要進行多少次查詢，然後找到相匹配的資料就把他放到結果集中，直到全表掃描完。而建立索引之後，會將建立索引的KEY值放在一個n叉樹上（BTree）。因為B樹的特點就是適合在磁碟等直接儲存裝置上組織動態查詢表，每次以索引進行條件查詢時，會去樹上根據key值直接進行搜尋。

3. 索引的優點

建立索引的目的是加快對錶中記錄的查詢或排序！

① 建立索引的列可以保證行的唯一性，生成唯一的rowId

② 建立索引可以有效縮短資料的檢索時間

③ 建立索引可以加快表與表之間的連線

④ 為用來排序或者是分組的欄位新增索引可以加快分組和排序順序

4. 索引的缺點

① 建立索引和維護索引需要時間成本，這個成本隨著資料量的增加而加大

② 建立索引和維護索引需要空間成本，每一條索引都要佔據資料庫的物理儲存空間，資料量越大，佔用空間也越大（資料表佔據的是資料庫的資料空間）

③ 會降低表的增刪改的效率，因為每次增刪改索引需要進行動態維護，導致時間變長

二、索引的使用場景

資料庫中表的資料量較大的情況下，對於查詢響應時間不能滿足業務需求，可以合理的使用索引提升查詢效率。

三、索引的分類和建立和修改刪除等命令

1. 基本索引型別

① 普通索引（單列索引）

② 複合索引（組合索引）

③ 唯一索引

④ 主鍵索引

⑤ 全文索引

2. 建立的語句

CREATE TABLE table_name[col_name data type]
[unique|fulltext][index|key][index_name](col_name[length])[asc|desc]

• unique|fulltext為可選引數，分別表示唯一索引、全文索引

• index和key為同義詞，兩者作用相同，用來指定建立索引

• col_name為需要建立索引的欄位列，該列必須從資料表中該定義的多個列中選擇

• index_name指定索引的名稱，為可選引數，如果不指定，預設col_name為索引值

• length為可選引數，表示索引的長度，只有字串型別的欄位才能指定索引長度

• asc或desc指定升序或降序的索引值儲存

3. 索引的建立、查詢和刪除

索引的建立

① 普通索引（單列索引）

普通索引（單列索引）：單列索引是最基本的索引，它沒有任何限制。

（1）直接建立索引

CREATE INDEX index_name ON table_name(col_name);

（2）修改表結構的方式新增索引

ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name(col_name);

（3）建立表的時候同時建立索引

CREATE TABLE `news` (
    `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
    `title` varchar(255)  NOT NULL ,
    `content` varchar(255)  NULL ,
    `time` varchar(20) NULL DEFAULT NULL ,
    PRIMARY KEY (`id`),
    INDEX index_name (title(255))
)

（4）刪除索引

DROP INDEX index_name ON table_name;
或者
alter table `表名` drop index 索引名;

② 複合索引（組合索引）

複合索引：複合索引是在多個欄位上建立的索引。複合索引遵守“最左字首”原則，即在查詢條件中使用了複合索引的第一個欄位，索引才會被使用。因此，在複合索引中索引列的順序至關重要。

（1）建立一個複合索引

create index index_name on table_name(col_name1,col_name2,...);

（2）修改表結構的方式新增索引

alter table table_name add index index_name(col_name,col_name2,...);

③ 唯一索引

唯一索引：唯一索引和普通索引類似，主要的區別在於，唯一索引限制列的值必須唯一，但允許存在空值（只允許存在一條空值）。

如果在已經有資料的表上新增唯一性索引的話：
- 如果新增索引的列的值存在兩個或者兩個以上的空值，則不能建立唯一性索引會失敗。（一般在建立表的時候，要對自動設定唯一性索引，需要在欄位上加上 not null）
- 如果新增索引的列的值存在兩個或者兩個以上的null值，還是可以建立唯一性索引，只是後面建立的資料不能再插入null值 ，並且嚴格意義上此列並不是唯一的，因為存在多個null值。

對於多個欄位建立唯一索引規定列值的組合必須唯一。
比如：在order表建立orderId欄位和 productId欄位 的唯一性索引，那麼這兩列的組合值必須唯一！

“空值” 和”NULL”的概念： 
1：空值是不佔用空間的 .
2: MySQL中的NULL其實是佔用空間的.

長度驗證：注意空值的之間是沒有空格的。

> select length(''),length(null),length(' ');
+------------+--------------+-------------+
| length('') | length(null) | length(' ') |
+------------+--------------+-------------+
|          0 |         NULL |           1 |
+------------+--------------+-------------+

（1）建立唯一索引

# 建立單個索引
CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name(col_name);

# 建立多個索引
CREATE UNIQUE INDEX index_name on table_name(col_name,...);

（2）修改表結構

# 單個
ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE index index_name(col_name);
# 多個
ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE index index_name(col_name,...);

（3）建立表的時候直接指定索引

CREATE TABLE `news` (
    `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
    `title` varchar(255)  NOT NULL ,
    `content` varchar(255)  NULL ,
    `time` varchar(20) NULL DEFAULT NULL ,
    PRIMARY KEY (`id`),
    UNIQUE index_name_unique(title)
)

④ 主鍵索引

主鍵索引是一種特殊的唯一索引，一個表只能有一個主鍵，不允許有空值。一般是在建表的時候同時建立主鍵索引：

（1）主鍵索引(建立表時新增)

CREATE TABLE `news` (
    `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
    `title` varchar(255)  NOT NULL ,
    `content` varchar(255)  NULL ,
    `time` varchar(20) NULL DEFAULT NULL ,
    PRIMARY KEY (`id`)
)

（2）主鍵索引(建立表後新增)

alter table tbl_name add primary key(col_name);

CREATE TABLE `order` (
    `orderId` varchar(36) NOT NULL,
    `productId` varchar(36)  NOT NULL ,
    `time` varchar(20) NULL DEFAULT NULL
)

alter table `order` add primary key(`orderId`);

⑤ 全文索引

在一般情況下，模糊查詢都是通過 like 的方式進行查詢。但是，對於海量資料，這並不是一個好辦法，在 like “value%” 可以使用索引，但是對於 like “%value%” 這樣的方式，執行全表查詢，這在資料量小的表，不存在效能問題，但是對於海量資料，全表掃描是非常可怕的事情,所以 like 進行模糊匹配效能很差。

這種情況下，需要考慮使用全文搜尋的方式進行優化。全文搜尋在 MySQL 中是一個 FULLTEXT 型別索引。FULLTEXT 索引在 MySQL 5.6 版本之後支援 InnoDB，而之前的版本只支援 MyISAM 表。

全文索引主要用來查詢文字中的關鍵字，而不是直接與索引中的值相比較。fulltext索引跟其它索引大不相同，它更像是一個搜尋引擎，而不是簡單的where語句的引數匹配。fulltext索引配合match against操作使用，而不是一般的where語句加like。目前只有char、varchar，text 列上可以建立全文索引。

小技巧：
在資料量較大時候，先將資料放入一個沒有全域性索引的表中，然後再用CREATE index建立fulltext索引，要比先為一張表建立fulltext然後再將資料寫入的速度快很多。

（1）建立表的適合新增全文索引

CREATE TABLE `news` (
    `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT ,
    `title` varchar(255)  NOT NULL ,
    `content` text  NOT NULL ,
    `time` varchar(20) NULL DEFAULT NULL ,
     PRIMARY KEY (`id`),
    FULLTEXT (content)
)

（2）修改表結構新增全文索引

ALTER TABLE table_name ADD FULLTEXT index_fulltext_content(col_name)

（3）直接建立索引

CREATE FULLTEXT INDEX index_fulltext_content ON table_name(col_name)

注意： 預設 MySQL 不支援中文全文檢索！

MySQL 全文搜尋只是一個臨時方案，對於全文搜尋場景，更專業的做法是使用全文搜尋引擎，例如 ElasticSearch 或 Solr。

索引的查詢和刪除

#檢視:
show indexes from `表名`;
#或
show keys from `表名`;

#刪除
alter table `表名` drop index 索引名;

注:MySQl的客戶端工具也可以進索引的建立、查詢和刪除，如 Navicat Premium!

四、簡單例項演示

檢視索引使用情況

show status like ‘Handler_read%’;

handler_read_key:這個值越高越好，越高表示使用索引查詢到的次數
handler_read_rnd_next:這個值越高，說明查詢低效

常見索引失效的情況：

建立一個students表：
其中stud_id為主鍵！

DROP TABLE IF EXISTS `students`;
CREATE TABLE `students` (
  `stud_id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(50) NOT NULL,
  `email` varchar(50) NOT NULL,
  `phone` varchar(1) NOT NULL,
  `create_date` date DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`stud_id`)

)

INSERT INTO `learn_mybatis`.`students` (`stud_id`, `name`, `email`, `phone`, `create_date`) VALUES ('1', 'admin', '[email protected]', '18729902095', '1983-06-25');
INSERT INTO `learn_mybatis`.`students` (`stud_id`, `name`, `email`, `phone`, `create_date`) VALUES ('2', 'root', '[email protected]', '2', '1983-12-25');
INSERT INTO `learn_mybatis`.`students` (`stud_id`, `name`, `email`, `phone`, `create_date`) VALUES ('3', '110', '[email protected]', '3dsad', '2017-04-28');

1. 在where後使用or，導致索引失效（儘量少用or）

簡單例項演示：
建立兩個普通索引，

CREATE INDEX index_name_email ON students(email);
CREATE INDEX index_name_phone ON students(phone);

使用下面查詢sql，

# 使用了索引
EXPLAIN select * from students where stud_id='1'  or phone='18729902095'
# 使用了索引
EXPLAIN select * from students where stud_id='1'  or email='[email protected]'

#--------------------------

# 沒有使用索引
EXPLAIN select * from students where phone='18729902095' or email='[email protected]'

# 沒有使用索引
EXPLAIN select * from students where stud_id='1'  or phone='222' or email='[email protected]'

2.使用like ，like查詢是以%開頭

在1的基礎上，還是使用 index_name_email 索引。

使用下面查詢sql

# 使用了index_name_email索引
EXPLAIN select * from students where email like '[email protected]%'

# 沒有使用index_name_email索引，索引失效
EXPLAIN select * from students where email like '%[email protected]'

# 沒有使用index_name_email索引，索引失效
EXPLAIN select * from students where email like '%[email protected]%'

3.複合索引遵守“最左字首”原則，即在查詢條件中使用了複合索引的第一個欄位，索引才會被使用

刪除1的基礎建立的 index_name_email 和 index_name_phone 索引。

重新建立一個複合索引：

create index index_email_phone on students(email,phone);

使用下面查詢sql

# 使用了 index_email_phone 索引
EXPLAIN select * from students where email='[email protected]' and  phone='18729902095'

# 使用了 index_email_phone 索引
EXPLAIN select * from students where phone='18729902095' and  email='[email protected]'

# 使用了 index_email_phone 索引
EXPLAIN select * from students where email='[email protected]' and name='admin'

# 沒有使用index_email_phone索引，複合索引失效
EXPLAIN select * from students where phone='18729902095' and name='admin'

4. 如果列型別是字串，那一定要在條件中將資料使用引號引用起來,否則不使用索引

給name建立一個索引！

CREATE INDEX index_name ON students(name);

# 使用索引
EXPLAIN select * from students where name='110'

# 沒有使用索引
EXPLAIN select * from students where name=110

5. 使用in導致索引失效

# 使用索引
EXPLAIN select * from students where name='admin'

# 沒有使用索引
EXPLAIN SELECT * from students where name in ('admin')

6. DATE_FORMAT()格式化時間，格式化後的時間再去比較，可能會導致索引失效。

刪除 students 上的建立的索引！重新在create_date建立一個索引！

CREATE INDEX index_create_date ON students(create_date);

# 使用索引
EXPLAIN SELECT * from students where create_date >= '2010-05-05'

# 沒有使用索引
EXPLAIN SELECT * from students where DATE_FORMAT(create_date,'%Y-%m-%d') >= '2010-05-05'

7. 對於order by、group by 、 union、 distinc 中的欄位出現在where條件中時，才會利用索引！

8. 更多索引的使用注意可以參看這一篇博文：

五、總結

MySQL改善查詢效能改善的最好方式，就是通過資料庫中合理地使用索引！

一般當資料量較大的時候，遇到sql查詢效能問題，首先想到的應該是查詢的sql時候使用了索引，如果使用了索引效能還是提高不大，就要檢查索引是否使用正確，索引是否在sql查詢中生效了！

如果索引生效了，並且索引的使用也是合理的，最後sql效能還是不高，那就考慮重新優化sql語句！

六、參考博文

七 拓展閱讀

如果您覺得這篇博文對你有幫助，請點贊或者喜歡，讓更多的人看到，謝謝！

如果帥氣（美麗）、睿智（聰穎），和我一樣簡單善良的你看到本篇博文中存在問題，請指出，我虛心接受你讓我成長的批評，謝謝閱讀！
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