MySQL 索引

1、MySQL 索引简介

1.1 MySQL 索引简介

索引是数据库中用来提高性能的最常用工具。所有 MySQL 列类型都可以被索引，对相关列使用索引是提高 select 操作性能的最佳途径。
索引用于快速找出在某个列中有一特定值的行。如果不使用索引，MySQL 必须从第 1 条记录开始然后读完整个表直到找出相关的行，表越大，花费的时间越多。
- 如果表中查询的列有一个索引，MySQL 能快速到达一个位置去搜寻数据文件的中间，没有必要看所有数据。
- 如果一个表有 1000 行，这比顺序读取至少快 100 倍。
- 注意如果需要访问大部分行，顺序读取要快得多，因为此时应避免磁盘搜索。
1）索引数和索引长度
- 根据存储引擎可以定义每个表的最大索引数和最大索引长度，每种存储引擎（如 MyISAM、InnoDB、BDB、MEMORY 等）对每个表至少支持 16 个索引，总索引长度至少为 256 字节，大多数存储引擎有更高的限制。
2）索引存储
- 大多数 MySQL 索引（如 primary key、unique、index 和 fulltext 等）在 btree 中存储。
- 只是空间列类型的索引使用 rtree，并且 memory 表还支持 hash 索引。
3）索引类型
- MyISAM 和 InnoDB 存储引擎的表默认创建的都是 BTREE 索引。
- MEMORY 存储引擎默认创建 HASH 索引，但也支持 BTREE 索引。
- 可以为空间列类型创建索引，但是只有 MyISAM 存储引擎支持空间类型索引，且索引的字段必须是非空的。
- MySQL 目前还不支持函数索引，但是支持前缀索引，即对索引字段的前 N 个字符创建索引。前缀索引的长度跟存储引擎相关，对于 MyISAM 存储引擎的表，索引的前缀长度可以达到 1000 字节长，而对于 InnoDB 存储引擎的表，索引的前缀长度最长是 767 字节。请注意前缀的限制应以字节为单位进行测量，而 CREATE TABLE 语句中的前缀长度解释为字符数。在为使用多字节字符集的列指定前缀长度时一定要加以考虑。
- MySQL 中还支持全文本（FULLTEXT）索引，该索引可以用于全文搜索。但是当前最新版本（5.0）中只有 MyISAM 存储引擎支持 FULLTEXT 索引，并且只限于 CHAR、VARCHAR 和 TEXT 列。索引总是对整个列进行的，不支持局部（前缀）索引。

1.2 设计索引的原则

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，更高效地使用索引。
1）搜索的索引列，不一定是所要选择的列。换句话说，最适合索引的列是出现在 where 子句中的列，或连接子句中指定的列，而不是出现在 select 关键字后的选择列表中的列。
2）使用唯一索引。考虑某列中值的分布。索引的列的基数越大，索引的效果越好。例如，存放出生日期的列具有不同值，很容易区分各行。而用来记录性别的列，只含有 “M” 和 “F”，则对此列进行索引没有多大用处，因为不管搜索哪个值，都会得出大约一半的行。
3）使用短索引。如果对字符串列进行索引，应该指定一个前缀长度，只要有可能就应该这样做。例如，有一个 char(200) 列，如果在前 10 个或 20 个字符内，多数值是唯一的，那么就不要对整个列进行索引。对前 10 个或 20 个字符进行索引能够节省大量索引空间，也可能会使查询更快。较小的索引涉及的磁盘 IO 较少，较短的值比较起来更快。更为重要的是，对于较短的键值，索引高速缓存中的块能容纳更多的键值，因此，MySQL 也可以在内存中容纳更多的值。这样就增加了找到行而不用读取索引中较多块的可能性。
4）利用最左前缀。在创建一个 n 列的索引时，实际是创建了 MySQL 可利用的 n 个索引。多列索引可起几个索引的作用，因为可利用索引中最左边的列集来匹配行。这样的列集称为最左前缀。
5）不要过度索引。不要以为索引“越多越好”，什么东西都用索引是错误的。每个额外的索引都要占用额外的磁盘空间，并降低写操作的性能。在修改表的内容时，索引必须进行更新，有时可能需要重构，因此，索引越多，所花的时间越长。如果有一个索引很少利用或从不使用，那么会不必要地减缓表的修改速度。此外，MySQL 在生成一个执行计划时，要考虑各个索引，这也要花费时间。创建多余的索引给查询优化带来了更多的工作。索引太多，也可能会使 MySQL 选择不到所要使用的最好索引。只保持所需的索引有利于查询优化。
6）对于 InnoDB 存储引擎的表，记录默认会按照一定的顺序保存，如果有明确定义的主键，则按照主键顺序保存。如果没有主键，但是有唯一索引，那么就是按照唯一索引的顺序保存。如果既没有主键又没有唯一索引，那么表中会自动生成一个内部列，按照这个列的顺序保存。按照主键或者内部列进行的访问是最快的，所以 InnoDB 表尽量自己指定主键，当表中同时有几个列都是唯一的，都可以作为主键的时候，要选择最常作为访问条件的列作为主键，提高查询的效率。另外，还需要注意，InnoDB 表的普通索引都会保存主键的键值，所以主键要尽可能选择较短的数据类型，可以有效地减少索引的磁盘占用，提高索引的缓存效果。

1.3 索引常用命令

1 ）创建索引

# 创建索引
# create [unique | fulltext | spatial] index 
    索引名称
  [using 索引类型]
  ON 
    表名
    列名 [(长度)] [asc | desc]
> create index cityname on city (city(10));
    
    Query OK, 0 rows affected (0.15 sec)
    Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

> explain select * from city where city = 'Fuzhou';
   
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+-------------+
    | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key      | key_len | ref   | rows | filtered | Extra       |
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+-------------+
    |  1 | SIMPLE      | city  | NULL       | ref  | cityname      | cityname | 32      | const |    1 |   100.00 | Using where |
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+-------------+
    1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

如果以 city 为条件进行查询，可以发现索引 cityname 被使用。

2）删除索引

# 删除索引
> drop index cityname on city;

    Query OK, 0 rows affected (0.05 sec)
    Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

> explain select * from city where city = 'Fuzhou';
   
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
    | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
    |  1 | SIMPLE      | city  | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    1 |   100.00 | Using where |
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
    1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

2、Btree 索引

MEMORY 存储引擎的表可以选择使用 Btree 索引或者 hash 索引，两种不同类型的索引各有其不同的适用范围。
hash 索引有一些重要的特征需要在使用的时候特别注意，如下所示。
- 只用于使用 = 或 <=> 操作符的等式比较。
- 优化器不能使用 hash 索引来加速 order by 操作。
- MySQL 不能确定在两个值之间大约有多少行。如果将一个 MyISAM 表改为 HASH 索引的 MEMORY 表，会影响一些查询的执行效率。
- 只能使用整个关键字来搜索一行。
而对于 Btree 索引，当使用 >、<、>=、<=、between、!= 或者 <>，或者 LIKE 'pattern' （其中 'pattern' 不以通配符开始）操作符时，都可以使用相关列上的索引。
当对索引字段进行范围查询的时候，只有 Btree 索引可以通过索引访问，而 hash 索引实际上是全表扫描的。
当使用 MEMORY 表时，如果是默认创建的 hash 索引，就要注意 SQL 语句的编写，确保可以使用上索引，如果一定要使用范围查询，那么在创建索引时，就应该选择创建成 Btree 索引。