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通常大家都会根据查询的WHERE条件来创建合适的索引,不过这只是索引优化的一个方面。设计优秀的索引应该考虑到整个查询,而不单单是WHERE条件部分。索引确实是一种查找数据的高效方式,但是MySQL也可以使用索引来直接获取列的数据,这样就不再需要读取数据行。如果索引的叶子节点中已经包含要查询的数据,那么还有什么必要再回到表中查询呢? 如果一个索引覆盖所有需要查询的字段的值,我们就称之为“覆盖索引”。
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覆盖索引是非常有用的工具,能够极大地提高性能:
在所有这些场景中,在索引中满足查询的成本一般比查询行要小得多。
不是所有类型的索引都可以成为覆盖索引。覆盖索引必须要存储索引列的值,而哈希索引、空间索引和全文索引都不存储索引列的值,所以MySQL只能使用B+Tree索引所覆盖索引。另外,不同的存储引擎实现覆盖索引的方式也不同,而且不是所有的引擎都支持覆盖索引。
当发起一个呗索引覆盖的查询是,在EXPLAIN的Extra列可以看到“Using index”的信息。
如: explain select col1 from layout_test where col2=99
索引覆盖查询还有很多陷阱可能会导致无法实现优化。MySQL查询优化器会在执行查询前判断是否有一个索引能进行覆盖。假设索引覆盖了wehre条件中的字段,但不是整个查询涉及的字段。mysql5.5和更早的版本也总是会回表获取数据行,尽管并不需要这一行且最终会被过滤掉。
如: EXPLAIN select * from people where last_name='Allen' and first_name like '%Kim%'
这里索引无法覆盖该查询,有两个原因:
这条语句只检索1行,而之前的 like '%Kim%'要检索3行。
也有办法解决上面所说的两个问题,需要重写查询并巧妙设计索引。
这种方式叫做延迟关联,因为延迟了对列的访问。在查询第一个阶段MySQL可以使用覆盖索引,因为索引包含了主键id的值,不需要做二次查找。
在FROM子句的子查询中找到匹配的id,然后根据这些id值在外层查询匹配获取需要的所有列值。虽然无法使用索引覆盖整个查询,但总算比完全无法利用索引覆盖的好吧。
数据量大了怎么办?
这样优化的效果取决于WHERE条件匹配返回的行数。假设这个people表有100万行,我们看一下上面两个查询在三个不同的数据集上的表现,每个数据集都包含100万行。
实例1中 ,查询返回了一个很大的结果集,因此看不到优化的效果。大部分时间都花在读取和发送数据上了。
实例2中 ,经过索引过滤,尤其是第二个条件过滤后只返回了很少的结果集,优化的效果非常明显:在这个数据及上性能提高了很多,优化后的查询效率主要得益于只需读取40行完整数据行,而不是原查询中需要的30000行。
实例3中 ,子查询效率反而下降。因为索引过滤时符合第一个条件的结果集已经很小了,所以子查询带来的成本反而比从表中直接提取完整行更高。
在大多数存储引擎中,覆盖索引只能覆盖那些只访问索引中部分列的查询。不过,可以更进一步优化InnoDB。回想一下,InnoDB的二级索引的叶子节点都包含了主键的值,这意味着InnoDB的二级索引可以有效地利用这些额外的主键列来覆盖查询。
例如,people表中last_name字段有一个二级索引,虽然该索引的列不包括主键id,但也能够用于对id做覆盖查询:
select id,last_name from people where last_name='hua'
在实际开发中使用数据库时,难免会遇到一些大表数据,对这些数据进行查询时,有时候SQL会查询得特别慢,这时候,有经验的老师傅会告诉你,你看一下哪几个字段查的多,加一个索引就好了。
那么,怎么合理地建立索引呢?这里分享一下我的一些经验,如有不妥之处,欢迎批评指正。
1、不要盲目建立索引 , 先分析再创建
索引虽然能大幅度提升我们的查询性能,但也要知道,在你进行增删改时,索引树也要同样地进行维护。所以,索引不是越多越好,而是按需建立。最好是在一整块模块开发完成后,分析一下,去针对大多数的查询,建立联合索引。
2、使用联合索引尽量覆盖多的条件
这是说在一个慢sql里假如有五个where ,一个 order by ,那么我们的联合索引尽量覆盖到这五个查询条件,如果有必要,order by 也覆盖上 。
3、小基数字段不需要索引
这个意思是,如果一张表里某个字段的值只有那么几个,那么你针对这个字段建立的索引其实没什么意义,比如说,一个性别字段就两种结果,你建了索引,排序也没什么意思(也就是索引里把男女给分开了)
所以说,索引尽量选择基数大的数据去建立,能最大化地利用索引
4、长字符串可以使用前缀索引
我们建立索引的字段尽量选择字段类型较小的,比如一个varchar(20)和varchar(256)的,我们在20的上面建立的索引和在256上就有明显的差距(字符串那么长排序也不好排呀,唉)。
当然,如果一定是要对varchar(256)建立索引,我们可以选择里面的前20个字符放在索引树里(这里的20不绝对,选择能尽量分辨数据的最小字符字段设计),类似这样KEY index(name(20),age,job) ,索引只会对name的前20个字符进行搜索,但前缀索引无法适用于order by 和 group by。
5、对排序字段设计索引的优先级低
如果一个SQL里我们出现了范围查找,后边又跟着一个排序字段,那么我们优先给范围查找的字段设置索引,而不是优先排序。
6、如果出现慢SQL,可以设计一个只针对该条SQL的联合索引。
不过慢SQL的优化,需要一步步去进行分析,可以先用explain查看SQL语句的分析结果,再针对结果去做相应的改进。explain的东西我们下次再讲。
PS:在 select 语句之前增加 explain 关键字,MySQL 会在查询上设置一个标记,执行查询会返回执行计划的信息,而不是 执行这条SQL。
索引就是为特定的mysql字段进行一些特定的算法排序,比如二叉树的算法和哈希算法,哈希算法是通过建立特征值,然后根据特征值来快速查找。
1.普通索引:(index)最基本的索引,没有任何限制 目的:加快数据的查询速度
2.唯一索引:(unique) 与"普通索引"类似,不同的就是:索引列的值必须唯一,但允许有空值。
3.主键索引(primary key) 它 是一种特殊的唯一索引,不允许有空值。
4.复合索引:index(a,b,c) 为了更多的提高mysql效率可建立组合索引,遵循”最左前缀“原则。
5.全文索引:fulltext 仅可用于 MyISAM 表,针对较大的数据,生成全文索引很耗时耗空间。
第一类是myisam存储引擎使用的叫做b-tree结构,
第二类是innodb存储引擎使用的叫做聚簇结构(也是一种 b-tree)。 如下图:
注意:
1.myisam不需要回行处理
2.innodb不需要回行处理,直接可以获取数据,因为innodb的储存引擎是包含了数据和索引文件的,其主键索引包含了数据,(唯一索引及普通索是没有直接包含数据的)
1、索引列不能参与计算
有索引列参与计算的查询条件对索引不友好(甚至无法使用索引),如from_unixtime(create_time) = '2014-05-29'。
原因很简单,如何在节点中查找到对应key?如果线性扫描,则每次都需要重新计算,成本太高;如果二分查找,则需要针对from_unixtime方法确定大小关系。
因此,索引列不能参与计算。上述from_unixtime(create_time) = '2014-05-29'语句应该写成create_time = unix_timestamp('2014-05-29')。
2、最左前缀匹配
如有索引(a, b, c, d),查询条件a = 1 and b = 2 and c 3 and d = 4,则会在每个节点依次命中a、b、c,无法命中d。也就是最左前缀匹配原则。
3、冗余和重复索引
冗余索引是指在相同的列上按照相同的顺序创建的相同类型的索引,应当尽量避免这种索引,发现后立即删除。比如有一个索引(A,B),再创建索引(A)就是冗余索引。冗余索引经常发生在为表添加新索引时,比如有人新建了索引(A,B),但这个索引不是扩展已有的索引(A)
4、避免多个范围条件
select user.* from user where login_time '2017-04-01' and age between 18 and 30;
比如想查询某个时间段内登录过的用户:它有两个范围条件,login_time列和age列,MySQL可以使用login_time列的索引或者age列的索引,但无法同时使用它们 .
5、覆盖索引 (能扩展就不新建)
如果一个索引包含或者说覆盖所有需要查询的字段的值,那么就没有必要再回表查询,这就称为覆盖索引。覆盖索引是非常有用的工具,可以极大的提高性能,因为查询只需要扫描索引会带来许多好处:
1.索引条目远小于数据行大小,如果只读取索引,极大减少数据访问量2.索引是有按照列值顺序存储的,对于I/O密集型的范围查询要比随机从磁盘读取每一行数据的IO要少的多
6、选择区分度高的列作索引
如,用性别作索引,那么索引仅能将1000w行数据划分为两部分(如500w男,500w女),索引几乎无效。
区分度的公式是count(distinct ) / count(*),表示字段不重复的比例,比例越大区分度越好。唯一键的区分度是1,而一些状态、性别字段可能在大数据面前的区分度趋近于0。
7、删除长期未使用的索引
场景一(覆盖索引 5)
索引应该建在选择性高的字段上(键值唯一的记录数/总记录条数),选择性越高索引的效果越好、价值越大,唯一索引的选择性最高;
组合索引中字段的顺序,选择性越高的字段排在最前面;
where条件中包含两个选择性高的字段时,可以考虑分别创建索引,引擎会同时使用两个索引(在OR条件下,应该说必须分开建索引);
不要重复创建彼此有包含关系的索引,如index1(a,b,c) 、index2(a,b)、index3(a);
组合索引的字段不要过多,如果超过4个字段,一般需要考虑拆分成多个单列索引或更为简单的组合索引;
不要滥用索引。因为过多的索引不仅仅会增加物理存储的开销,对于插入、删除、更新操作也会增加处理上的开销,而且会增加优化器在选择索引时的计算代价。
因此太多的索引与不充分、不正确的索引对性能都是毫无益处的。一言以蔽之,索引的建立必须慎重,对每个索引的必要性都应该经过仔细分析,要有建立的依据。
你的意思是通过建立足够多的索引,而不必去读行数据吗? 那就要把你的查询where 的每一个字段都要添加一个索引,是单独的字段,不要组合的字段索引。
组合索引是两个及以上的字段组合到一起,这样的话,只有where 前两个判断都到用到这个组合字段才有用,其他情况是用不到索引的。比如索引 a,b 只有where a=xx and b=xx的时候有用。
你的意思可能就是 where a=xx AND b=xx AND c=XX, 那么,要把这三个字段都要添加索引才行
索引也是需要空间的,建议最常用的查询字段建立索引就行了
尽量使用覆盖索引,减少select *。 那么什么是覆盖索引呢? 覆盖索引是指 查询使用了索引,并 且需要返回的列,在该索引中已经全部能够找到 。
现在有一张用户表tb_user;
索引情况:
接下来,我们来看一组SQL的执行计划,看看执行计划的差别,然后再来具体做一个解析。
Using where; Using Index:查找使用了索引,但是需要的数据都在索引列中能找到,所以不需 要回表查询数据
Using index condition:查找使用了索引,但是需要回表查询数据
因为,在tb_user表中有一个联合索引 idx_user_pro_age_sta,该索引关联了三个字段 profession、age、status,而这个索引也是一个二级索引,所以叶子节点下面挂的是这一行的主 键id。 所以当我们查询返回的数据在 id、profession、age、status 之中,则直接走二级索引 直接返回数据了。 如果超出这个范围,就需要拿到主键id,再去扫描聚集索引,再获取额外的数据了,这个过程就是回表。 而我们如果一直使用select * 查询返回所有字段值,很容易就会造成回表 查询(除非是根据主键查询,此时只会扫描聚集索引)。
为了大家更清楚的理解,什么是覆盖索引,什么是回表查询,我们一起再来看下面的这组SQL的执行过 程。
id是主键,是一个聚集索引。 name字段建立了普通索引,是一个二级索引(辅助索引)。
B. 执行SQL : select * from tb_user where id = 2;
根据id查询,直接走聚集索引查询,一次索引扫描,直接返回数据,性能高。
C. 执行SQL:selet id,name from tb_user where name = 'Arm';
虽然是根据name字段查询,查询二级索引,但是由于查询返回在字段为 id,name,在name的二级索 引中,这两个值都是可以直接获取到的,因为覆盖索引,所以不需要回表查询,性能高。
D. 执行SQL:selet id,name,gender from tb_user where name = 'Arm';
由于在name的二级索引中,不包含gender,所以,需要两次索引扫描,也就是需要回表查询,性能相 对较差一点。