4.1 MySql索引
2021-04-22 09:31:50 0 举报AI智能生成
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大纲/内容
4.1 MySql索引
概述
MySQL官方对索引的定义
索引（index）是帮助MySQL高效获取数据的数据结构（有序）
解释
在数据之外，数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构
这些数据结构以某种方式引用（指向）数据，这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法
这种数据结构就是索引
左边是数据表，一共有两列七条记录
最左边的是数据记录的物理地址
注意逻辑上相邻的节点在磁盘上也并不是一定物理相邻的
为了加快Col2的查找，可以维护一个右边所示的二叉查找树
每个节点分别包含索引键值和一个指向对应数据记录物理地址的指针
这样就可以运用二叉查找快速获取到相应数据
一般来说索引本身也很大
不可能全部存储在内存中
因此索引往往以索引文件的形式存储在磁盘上
索引是数据库中用来提高性能的最常用的工具
优势
1）类似于书籍的目录索引，提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本
2）通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低CPU的消耗
劣势
1）实际上索引也是一张表，该表中保存了主键与索引字段，并指向实体类的记录，所以索引列也是要占用空间的
2）虽然索引大大提高了查询效率，同时却也降低更新表的速度，如对表进行INSERT、UPDATE、DELETE
3）因为更新表时，MySQL不仅要保存数据，还要保存一下索引文件每次更新添加了索引列的字段，都会调整因为更新所带来的键值变化后的索引信息
结构
索引是在MySQL的存储引擎层中实现的
而不是在服务器层实现的
所以每种存储引擎的索引都不一定完全相同
也不是所有的存储引擎都支持所有的索引类型
MySQL目前提供了以下4种索引
Btree索引
最常见的索引类型
大部分索引都支持B树索引
Hash索引
只有Memory引擎支持
使用场景简单
R-Tree索引（空间索引）
空间索引是MyISAM引擎的一个特殊索引类型
主要用于地理空间数据类型，通常使用较少
Fulltext（全文索引）
全文索引也是MyISAM的一个特殊索引类型
主要用于全文索引，InnoDB从Mysql5.6版本开始支持全文索引
InnoDB
MySQL的数据库引擎之一
现为MySQL的默认存储引擎
存储引擎对索引的支持
平常所说的索引
如果没有特别指明
都是指B+树结构组织的索引
其中聚集索引、复合索引、前缀索引、唯一索引默认都是使用B+Tree索引，统称为索引。
B树
BTree
又叫多路平衡搜索树
一棵m叉的BTree特性
1）每个节点最多有m-1个关键字
2）根节点最少可以只有一个关键字
3）非根节点至少有Math.ceil(m/2)-1个关键字
Math.ceil()
用于向上取整数计算
4）每个节点中的关键字都按照从小到大的顺序排列
每个关键字的左子树中所有的关键字都小于他
而右子树中所有的关键字都大于他
5）所有叶子节点都位于同一层
或者说根节点到每个叶子节点的长度都相同
以5叉BTree为例
key的数量
公式推导[ceil(m/2)-1]<=n<=m-1
当n>4时，中间节点分裂到父节点，两边节点分裂
插入C N G A H E K Q M F W L T Z D P R X Y S 数据为例
演变过程
分类
1）单值索引
即一个索引只包含单个列
一个表可以有多个单列索引
2）唯一索引
索引列的值必须唯一
但允许有空值
3）复合索引
即一个索引包含多个列
4）主键索引
5）全文索引
语法
示例：为 city 表中的 city_name 字段创建索引
创建
create index idx_city_name on city(city_name);
查看
show index from city;
删除
drop index idx_city_name on city;
设计原则
索引的设计可以遵循一些已有的原则
创建索引的时候请尽量考虑符合这些原则
便于提升索引的使用效率
更高效的使用索引
1）对查询频次较高，且数据量比较大的表建立索引
如果只有 insert/update，不需要索引
2）索引字段的选择，最佳候选列应当从where子句的条件中提取
如果where子句中的组合比较多，那么应当挑选最常用、过滤效果最好的列的组合
3）使用唯一索引，区分度越高，使用索引的效率越高
4）索引可以有效的提升查询数据的效率
但索引数量不是多多益善
索引越多
维护索引的代价自然也就水涨船高
对于插入、更新、删除等DML操作比较频繁的表来说
索引过多
会引入相当高的维护代价
降低DML操作的效率
增加相应操作的时间消耗
另外索引过多的话
MySQL也会犯选择困难病
虽然最终仍然会找到一个可用的索引
但无疑提高了选择的代价
5）使用短索引
索引创建之后也是使用硬盘来存储的
因此提升索引访问的I/O效率
也可以提升总体的访问效率
假如构成索引的字段总长度比较短
那么在给定大小的存储块内
可以存储更多的索引值
相应的可以有效的提升MySQL访问索引的I/O效率
6）利用最左前缀
N个列组合而成的组合索引
如果查询时where子句中使用了组成该索引的前几个字段
那么这条查询SQL可以利用组合索引来提升查询效率
最左前缀
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