MySQL中索引的使用方法

Kant101

14554人浏览 · 2021-05-03 15:57:44

Kant101 · 2021-05-03 15:57:44 发布

1. 为什么要加索引？

一般的应用系统，读写比例在10:1左右，而且插入和一般的更新操作很少出现性能问题，遇到最多的，也是最容易出问题的，还是一些复杂的查询操作，所以查询语句的优化显然是重中之重。

在数据量和访问量不大的情况下，MySQL的访问时非常快速的，是否加索引对访问影响不大。但是当数据和访问量剧增的时候，就会发现MySQL变慢，甚至down掉，这就必须考虑优化SQL了。给数据库建立正确合理的索引，是MySQL优化的一个重要手段。

索引的目的在于提高查询效率，可以类比字典，如果要查"mysql"这个单词，我们肯定需要定位到m字母，然后从前往后找到字母y，再找到剩下的"sql"。如果没有索引，那么你可能需要把所有单词看一遍才能找到你想要的。出了词典，生活中随处可见索引的例子，如火车站的车次表、图书的目录等。它们的原理都是一样的，通过不断的缩小想要获取数据的范围来筛选出想要的结果，同时把随机的时间变成顺序的时间，也就是我们总是通过一种查找方法来锁定数据。

在创建索引时，需要考虑哪些列会用于SQL查询，然后为这些列创建一个或多个索引。事实上，索引也是一种表，保存着主键或索引字段，以及一个能将每个记录只想实际表的指针（非聚簇索引和聚簇索引，一个在索引中保存的是字段值的地址，一个保存的就是字段的值）。数据库用户是看不到索引的，它们只是用来加速查询的。数据库搜索引擎使用索引来快速定位记录。

INSERT 和 UPDATE 语句在拥有索引的表中执行会花费更多的时间，而 select 语句却会执行得更快，这是因为在进行插入和更新时，数据库也需要插入或更新索引值。

2. 索引的创建

索引的类型：

UNIQUE (唯一索引)：不可能出现相同的值，可以有NULL值；
INDEX (普通索引)：允许出现相同的索引内容；
PRIMARY KEY (主键索引)：不允许出现相同的值；
FULLTEXT INDEX (全文索引)：可以针对值中的某个单词，但效率确实不敢恭维；
组合索引：实质上是将多个字段建到一个索引里，列值的组合必须唯一

2.1 使用 `ALTER TABLE` 语句创建索引

ALTER TABLE 应用于数据表创建完毕之后再添加。

ALTER TABLE 表名 ADD 索引类型(unique, primary key, fulltext, index) [索引名] (字段名)；

例子：

-- 普通索引
alter table table_name add index [index_name] (column_list);  -- 不加索引名字index_name时，默认根据第一个索引列赋一个名称 

-- 唯一索引
alter table table_name add unique [index_name] (column_list);  -- 不加索引名字index_name时，默认根据第一个索引列赋一个名称
或者
alter table table_name add unique index [index_name] (column_list);

-- 主键索引
alter table table_name add primary key (column_list); -- 一张数据表只能有一个主键

ALTER TABLE 可用于创建普通索引、UNIQUE索引和PRIMARY KEY索引3种索引格式，table_name 是要添加索引的表名，column_list 之初对那些列进行索引，多列时各列之间用逗号分隔。索引名index_name 可选，缺省时，MySQL将根据第一个索引列赋一个名称。另外，ALTER TABLE允许在单个语句中更改多个表，因此可以同时创建多个索引。

2.2 使用 `CREATE INDEX` 语句对表增加索引

CREATE INDEX 可用于对表增加 普通索引 和 UNIQUE 索引，可用于建表时创建索引。

CREATE INDEX index_name ON table_name (column_name(length));

length 的作用：对于 CHAR 和 VARCHAR 类型的列，只用一列的一部分就可以创建索引。在创建时，使用 column_name(length) 语法，对前缀编制索引。前缀包括每列值得前length个字符。BLOB 和 TEXT 类型的列则必须给出前缀长度 length. 如下：

CREATE INDEX index_name on table_name (name(10));

用 name 列的前 10 个字符创建索引。

使用列的一部分创建索引可以使索引文件大大减小，从而节约大量的磁盘空间，有可能提高INSERT操作的速度。

总结：length字段的作用，即创建索引时，指定使用字段中的具体部分长度类创建索引。

CREATE INDEX 语法只能创建两种类型的索引：INDEX 和 UNIQUE.

-- 普通索引
create index index_name on table_name (column_list);
-- 唯一索引
create unique index index_name on table_name (column_list);

不能用 CREATE INDEX 语句创建 PRIMARY KEY 索引.

例子：

drop table if exists `student`;
create table student(
`id` int not null,
`name` varchar(50) not null,
`age` int default 0,
`number` varchar(100) not null
)Engine=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
create index name_index on student (name);
create unique index number_index on student (number);

得到的表如下所示，用 name 列创建了普通索引 name_index. 用 number 列创建了唯一索引 number_index. (注意在创建唯一索引时必须是 create unique index，不能像 ALTER TABLE 那里省略).

在这里插入图片描述

3. 索引的删除

删除索引可以使用 ALTER TABLE 或 DROP INDEX 语句来实现。DROP INDEX 可以在 ALTER TABLE 内部作为一条语句处理，其格式如下：

drop index index_name on table_name;  -- 普通索引和唯一索引可用此方法删除，主键索引不能用此方法删除

alter table table_name drop index index_name; -- 主键索引不能用此方法删除

alter table table_name drop primary key; -- 可以删除主键索引，前提是主键没有自增 auto_increment，如果有自增将无法删除，需先删除自增

删除主键索引只能采用第三种方法，因为一个表只能有一个 PRIMARY KEY 索引，因此不需要指定索引名。并且在删除主键索引的时候必须先删除主键的AUTO_INCREMENT，否则将不能删除主键索引。

如果从表中删除某列，则索引会受影响。对于多列组合的索引，如果删除其中的某列，则该列也会从索引中删除。如果删除组成索引的所有列，则整个索引也将被删除。

4. 组合索引与前缀索引

组合索引 和 前缀索引 是对建立索引技巧的一种称呼，并不是索引的类型。为了更好的表述清楚，建立一个demo表如下：

drop table if exists `user_demo`;
create table user_demo
(
    `id`			int not null auto_increment comment '主键',
    `login_name`	varchar(100) not null comment '登录名',
    `password`		varchar(100) not null comment '密码',
    `city`			varchar(30)  not null comment '城市',
    `age`			int not null comment '年龄',
    `sex`			int not null comment '性别(0:女 1:男)',
    primary key (`id`)
)Engine=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

为了进一步榨取MySQL的效率，就可以考虑建立组合索引，即将login_name、city、age 建到一个索引里：

alter table user_demo add index name_city_age (login_name(16), city, age);

建表时，login_name 的长度为100，这里用16，是因为一般情况下名字的长度不会超过16，这样会加快索引查询速度，还会减少索引文件的大小，提高INSERT、UPDATE操作的速度。

如果分别给login_name、city、age 建立单列索引，让该表有3个单列索引，查询时和组合索引的效率是大不一样的，甚至远远低于我们的组合索引。虽然此时有3个索引，但MySQL只能用到其中的那个它认为似乎是最有效的单列索引，另外两个是用不到的，也就是说还是一个全表扫描的过程。

建立这样的组合索引，就相当于分别建立如下3种组合索引：

login_name, city, age
login_name, city
login_name

为什么没有 city, age 这样的组合索引呢？因为MySQL组合索引"最左前缀匹配"的结果。简单地理解就是只从最左边的开始组合，并不是只要包含这3列的查询都会用到该组合索引。也就是说 name_city_age(login_name(16), city, age从左到右进行索引，如果没有左前索引，MySQL不会执行索引查询。

如果索引列长度过长，这种列索引时就会产生很大的索引文件，不便于操作，可以使用前缀索引方式进行，前缀索引应该控制在一个合适的点，控制在0.31黄金值即可（大于这个值可以创建）。

select count(distinct(left(`login_name`, 10))) / count(*) from arctic; --这个值大于0.31就可以创建索引，distinct去重

alter table `user_demo` add index index_name (login_name(10)); --增加前缀索引SQL，将人名的索引建立在10，这样可以减少索引文件大小，加快索引查询速度

5. 查看表里面的索引

show index from table_name;

可以得到表里所有索引的详细信息。例子：

6. 索引的使用及注意事项

Explain可以帮助开发人员分析SQL问题，explain 显示了MySQL如何使用索引来处理select语句以及连接表，可以帮助选择更好的索引和写出更优化的查询语句。

使用该方法，在select语句前加上Explain就可以了。

explain select * from user where id=1;

尽量避免这些不走索引的SQL:

select `login_name` from `user_demo` where `age` + 10 = 30; --不会走索引，因为所有索引列参与了计算

select `login_name` from `user_demo` where left(`age`, 1) < 3; --不会使用索引，因为使用了函数运算，原理与上面相同

select * from `user_demo` where `login_name` like "Jack%"; -- 走索引

select * from `user_demo` where `login_name` like "%Jack%"; -- 不走索引

正则表达式不适用索引，因此很少在SQL中看到regexp关键字

字符串与数字比较不适用索引

create table `a` (`a` char(10));

explain select * from `a` where `a`="1";  -- 走索引

explain select * from `a` where `a`=1;  -- 不走索引

避免使用关键字 or

select * from dept where dname='xxx' or loc='xx' or deptno=45;

如果条件中有 or，即使其中有条件带索引也不会使用，换言之，就是要求使用的所有字段都必须建立索引，我们建议大家尽量避免使用关键字 or.

如果MySQL估计使用全表扫描要比使用索引块，则不使用索引

7. 索引的缺点

索引虽然好处很多，但过多的索引可能带来相反的问题，索引也是有缺点的：

虽然索引大大提高了查询速度，同时却会降低更新表的速度，如对表进行 INSERT、UPDATE 和 DELETE。因为更新表时，MySQL不仅要保存数据，还要保存一下索引文件；
建立索引会占用磁盘空间的索引文件。一般情况这个问题不太严重，但如果你在给大表上建多种组合索引，索引文件会膨胀很大.

索引只是提高效率的一个方式，如果MySQL有大数据量的表，就要花时间研究建立最优的索引，或优化查询语句。