mysql--索引 （查詢）

什么是索引

• 如果沒有索引，掃描的記錄數大于有索引的記錄數

• 索引存放索引列的值（比如id為索引列，那么存放索引列的值），和該索引值對應的行在內存中的地址（或者直接存儲該行的數據）

• SELECT * FROM user WHERE username= 'jiajun' ,username建立索引，如果索引采用的數據結構是hash表，那么這個時候，通過計算jiajun的hash值，O（1）復雜度就可以找到該記錄的位置

hash索引

• 在等值查找下，此時無hash沖突，這種情況下，效率是很高的

• 但是在范圍查找下，由于hash不是有序的，那么范圍查找下，hash表的優勢并不能發揮出來。

• 在hash沖突下，查找效率會降下來

磁盤讀取

• 磁盤讀取步驟：定柱面，定磁道，定磁塊

• 磁盤時間主要消耗在定位柱面，那么如果要提高速度，在數據量一樣的情況下，將盡量多的數據放在磁盤塊上，那么這樣可以減少磁頭定位柱面移動的次數，減少IO的次數。

二叉查找樹

• 左子樹所有的節點的值小于他的根節點的值

• 右子樹所有的節點的值大于他的根節點的值

• 任意節點的左子樹和右子樹都是二叉查找樹

• 沒有鍵值相等的節點

分析

• 二叉查找樹的查找的復雜度到了lgn

• 但是有沒有辦法減少IO的次數，也就是能不能降低樹的高度

B-樹

（m階樹 m/2<=k<=m）

• 根節點至少兩個子節點

• 所有葉子節點都在同一層

• 中間節點包含k-1個元素和k個孩子

• 節點中的元素從小到大排列

• 每個節點即包含索引列的值，和該數據記錄（或該數據記錄的值）

分析

• 相對于二叉查找樹，B樹變得矮胖，因為每個節點存放的元素更多，所以相同元素情況下，降低了樹的高度，那么就可以減少IO的次數

• 每個節點存放了數據（該行記錄的值或者該行記錄在內存的地址），所以不同的查詢性能是不一樣的。

B+樹

• 在B-樹的基礎上

• 除了葉子結點，其他節點不包含記錄（數據庫中的行）的位置

• 葉子節點包含了所有的索引值，并且從小到大排列，以及記錄（數據庫中行）的位置

分析

• 如果節點的大小一樣，那么如果我們除了葉節點之外，其他節點不包含數據，那么就可以放更多的元素（索引值），這樣的話這棵樹就變的更加矮胖，那么IO的次數可以進一步減少

• 因為葉節點的元素是順序排列，而且葉節點間形成鏈表，那么有序查找時提高范圍查詢的效率

• 相對于B樹，由于所有的數據是存放在葉節點，那么意味著每次查找都必須到從根查找到葉節點，那么這就意味著查詢性能平均。

總結

• 索引是一種數據，可以避免了全表查詢，可以類比目錄和書。

• 索引需要一種數據結構來存儲

• 利用散列表（hash）的方式查詢復雜度可以到O（1），但是再范圍查詢時，hash起不了提高性能的作用

• IO操作是耗時，為了提高查詢性能，可以減少IO的次數

• 對于樹的存儲結構來說，為了提高性能，減少IO的次數，可以低樹的高度

• 讀取一個節點一次IO，在數據量一樣的情況下，如果每個節點的能存放更多元素，那么就可以降低樹的高度。

• B樹降低了樹的高度，而在節點大小一樣的情況下，因為B樹的節點存放了元素有又存放了數據，而B+樹將數據全部存放在葉節點，那么這樣的話，每個節點可以存放更多的元素，那么就可以再一次降低樹的高度

• B+樹的查詢性能更加穩定，并且更有利于范圍查找

• 如果是聚集索引（InnoDB引擎），那么節點存放的該記錄的數據，數據文件本身就是索引文件

• 如果是非聚集索引（MyISAM引擎），那么節點存放的是該行記錄的地址。索引文件和數據文件是分離

索引的種類

• 普通索引，允許出現相同的內容

• 唯一索引，索引值唯一，允許空值

• 主鍵索引，創建主鍵的時候自動創建主鍵索引，唯一并且不能為空

• 組合索引，多列組合索引

索引的使用

• ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name (column_list) 增加普通索引

• ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE (column_list) 增加唯一索引

• ALTER TABLE table_name ADD PRIMARY KEY (column_list) 增加主鍵索引

注意點

• 如果此時為 username，age，sex建聯合索引

• 最左匹配指優先匹配最左索引，（username）（username，age）（username，age，sex），只要查詢條件用到最左邊的列，一般就會使用索引。順序可以不同，比如（age，username），這是查詢優化器的功勞。

• 模糊查詢只有%號不在第一個字符，索引才可能被使用，比如username like '%jiajun'所以不被采用

• 如果or中有一個條件沒有索引，sql語句不會用到索引，比如usernmae ='jiajun' or pwd='666'，此時索引不被采用

• 組合索引中，如果查詢條件不是索引的第一列，索引可能不會被采用，比如此時where age =1

• 如果列是字符型，比如username是字符型而且是索引列，如果此是查詢username=1 ，沒有加引號，那么這個時候也不會用索引

• 可以用 show status like 'Handler_read%' 來查看索引使用情況。

• 建議實踐為主

索引原則

• 索引應該設計在where后的列，而不是select后的列

• 索引應該建在區分度大的列，比如狀態只有1 和2就沒必要建索引了

• 對字符串進行索引的時候，應該制定一個前綴長度，比如一個列為char（200），如果前面幾個字符就要較大區分度，那么對前幾個字符建立索引就行了，這樣減少了占用空間，也提高了速度

• 不要創建太多索引，索引會占空間，而且更新的時候會降低速度，并且如果有過多的索引，Mysql執行計劃的時候，會考慮各個索引，這也會浪費時間

索引優缺點

• 毫無疑問，在使用正確的情況下，索引能提高查詢速度

• 索引也能提高分組和排序的速度

• 由于修改刪除添加時，要調維護索引文件，對樹進行調整，所以性能降低了

• 索引文件也是需要占用空間的