（三）MySQL索引

1.索引是什么

MySQL官方对索引的定义为：索引（Index）是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。可以得到索引的本质：索引是数据结构。

你可以简单理解为“排好序的快速查找数据结构”
详情：

结论：数据本身之外，数据库还维护着一个满足特定查找算法的数据结构，这些数据结构以某种方式指向数据，这样就可以在这些数据结构的基础上实现高级查找算法，这种数据结构就是索引。

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我们平常所说的索引，如果没有特别指明，都是指B树(多路搜索树，并不一定是二叉树)结构组织的索引。其中聚集索引，次要索引，覆盖索引，复合索引，前缀索引，唯一索引默认都是使用B+树索引，统称索引。当然，除了B+树这种类型的索引之外，还有哈希索引(hashindex)等。

2.索引的优势和劣势

优势：
类似大学图书馆建书目索引，提高数据检索的效率，降低数据的IO成本。
通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低了CPU的消耗。
劣势：
实际上索引也是一张表，该表保存了主键与索引字段，并指向实体表的记录，所以索引列也是要占用空间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。

3.索引的分类

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
唯一索引
索引列的值必须唯一，但允许有空值
复合索引
即一个索引包含多个列

4.索引结构

BTree索引

Hash索引
full-text全文索引
R-Tree索引

5.哪些情况需要建索引

1.主键自动建立唯一索引
2.频繁作为查询条件的字段应该创建索引
3.查询中与其它表关联的字段，外键关系建立索引
4.频繁更新的字段不适合创建索引，因为每次更新不单单是更新了记录还会更新索引，加重了IO负担
5.Where条件里用不到的字段不创建索引
6.单键/组合索引的选择问题，who?（在高并发下倾向创建组合索引）
7.查询中排序的字段，排序字段若通过索引去访问将大大提高排序速度
8.查询中统计或者分组字段

6.哪些情况不要建索引

1.表记录太少
2.经常增删改的表
3.注意，如果某个数据列包含许多重复的内容，为它建立索引就没有太大的实际效果

7.性能分析

MySQL常见瓶颈：

1.CPU：CPU在饱和的时候一般发生在数据装入内存或从磁盘上读取数据时候
2.IO：磁盘I/O瓶颈发生在装入数据远大于内存容量的时候
3.服务器硬件的性能瓶颈：top,free,iostat和vmstat来看系统的性能状态

8.Explain

8.1.Explain是什么(查看执行计划)

使用Explain关键字可以模拟优化器执行SQL查询语句，从而知道Mysql是如何处理你的SQL语句。分析你的查询语句或是表结构的性能瓶颈

8.2.能干嘛

1.表的读取顺序
2.数据读取操作的操作类型
3.哪些索引可以使用
4.哪些索引被实际使用
5.表之间的引用
6.每张表有多少行被优化器查询

8.3.怎么玩

1.Explain+SQL语句
2.执行计划包含的信息：|id|select_type|table|type|possible_keys|key|key_len|ref|rows|Extra|

8.4.explain各字段解释

8.4.1.explain之id

select查询的序列号，包含一组数字，表示查询中执行select子句或操作表的顺序
三种情况:

id相同，执行顺序由上至下
id不同，如果是子查询，id的序号会递增，id值越大优先级越高，越先被执行
id相同不同，同时存在

8.4.2.select_type

SIMPLE：简单的select查询，查询中不包含子查询或者UNION。
PRIMARY：查询中若包含任何复杂的子部分，最外层查询则被标记为PRIMARY。
SUBQUERY：在SELECT或WHERE列表中包含了子查询。
DERIVED：在FROM列表中包含的子查询被标记为DERIVED(衍生)MySQL会递归执行这些子查询，把结果放在临时表里。
UNION：若第二个SELECT出现在UNION之后，则被标记为UNION；若UNION包含在FROM子句的子查询中，外层SELECT将被标记为：DERIVED。
UNION RESULT：从UNION表获取结果的SELECT。

8.4.3.table

显示这一行的数据是关于哪张表的。

8.4.4.type

system：表只有一行记录（等于系统表），这是const类型的特列，平时不会出现，这个也可以忽略不计。
const：表示通过索引一次就找到了，const用于比较primary key或者unique索引。因为只匹配一行数据，所以很快。如将主键置于where列表中，MySQL就能将该查询转换为一个常量。
eq_ref：唯一性索引扫描，对于每个索引键，表中只有一条记录与之匹配。常见于主键或唯一索引扫描。
ref：非唯一性索引扫描，返回匹配某个单独的所有行，本质上也是一种索引访问，它返回所有匹配某个单独值的所有行，然而，它可能会找到多个符合条件的行，所以他应该属于查找和扫描的混合体。
range：只检索给定范围的行，使用一个索引来选择行。key列显示使用了哪个索引一般就是在where语句中出现了between,<,>,in等查询这种范围扫描索引扫描比全表扫描要好，因为它只需要开始于索引的某一点，而结束语另一点，不用扫描全部索引。
index：Full Index Scan,index与ALL区别为index类型只遍历索引树。这通常比ALL快，因为索引文件通常比数据文件小。 (也就是说虽然all和index都是读全表,但index是从索引中读取的，而all是从硬盘中读的)
all：Full Table Scan，将遍历全表以找到匹配的行

备注：一般来说，得保证查询至少达到range级别，最好能达到ref

8.4.5.possible_keys 和 key

possible_keys:显示可能应用在这张表中的索引，一个或多个。查询涉及到的字段上若存在索引，则该索引将被列出，但不一定被查询实际使用。
key:实际使用的索引。如果为NULL，则没有使用索引。查询中若使用了覆盖索引，则该索引仅出现在key列表中。

8.4.6.key_len

表示索引中使用的字节数，可通过该列计算查询中使用的索引长度。在不损失精度性的情况下，长度越短越好key_len显示的值为索引字段的最大可能长度，并非实际使用长度，即key_len是根据表定义计算而得，不是通过表内检索出的。

8.4.7.ref

显示索引哪一列被使用了，如果可能的话，是一个常数。哪些列或常量被用于查找索引列上的值。

8.4.8.rows

根据表统计信息及索引选用情况，大致估算出找到所需的记录所需要读取的行数。

8.4.9.Extra

包含不适合在其他列中显示但十分重要的额外信息

8.4.9.1.Using filesort

说明mysql会对数据使用一个外部的索引排序，而不是按照表内的索引顺序进行读取。
Mysql中无法利用索引完成的排序操作称为“文件排序”

8.4.9.2.Using temporary

使用了临时表保存中间结果，Mysql在对查询结果排序时使用临时表。常见于排序order by 和分组查询group by。

8.4.9.3.Using index

表示相应的select操作中使用了覆盖索引(Covering Index)，避免访问了表的数据行，效率不错！

如果同时出现using where，表明索引被用来执行索引键值的查找；
如果没有同时出现using where，表明索引用来读取数据而非执行查找动作。
覆盖索引(Covering Index):
理解方式一：就是select的数据列只用从索引中就能取得，不必读取数据行，MySQL可以利用索引返回select列表中的字段，而不必根据索引再次读取数据文件，换句话说查询列要被所建的索引覆盖。

8.4.9.4.using where

表明使用了where过滤

8.4.9.5.using join buffer

使用了连接缓存

8.4.9.6.impossibe where

where子句的值总是false，不能用来获取任何元组

8.4.9.7.select tables optimized away

在没有group by 子句的情况下，基于索引优化MIN/MAX操作或者对于MyISAM存储引擎优化COUNT(*)操作，不必等到执行阶段在进行计算，查询执行计划生成的阶段即完成优化。