Mysql高级——索引创建和使用

news2024/9/23 19:29:03

索引的创建

1. 索引的声明与使用

1.1 索引的分类

MySQL的索引包括普通索引、唯一性索引、全文索引、单列索引、多列索引和空间索引等。

从功能逻辑上说,索引主要有 4 种,分别是普通索引、唯一索引、主键索引、全文索引。

按照物理实现方式,索引可以分为 2 种:聚簇索引和非聚簇索引。

按照作用字段个数进行划分,分成单列索引和联合索引。

  1. 普通索引
  2. 唯一性索引
  3. 主键索引
  4. 单列索引
  5. 多列(组合、联合)索引
  6. 全文索引
  7. 补充:空间索引

小结:不同的存储引擎支持的索引类型也不一样 InnoDB :支持 B-tree、Full-text 等索引,不支持 Hash
索引; MyISAM : 支持 B-tree、Full-text 等索引,不支持 Hash 索引; Memory :支持 B-tree、Hash 等
索引,不支持 Full-text 索引; NDB :支持 Hash 索引,不支持 B-tree、Full-text 等索引; Archive :不支
持 B-tree、Hash、Full-text 等索引;

1.2 创建索引

CREATE TABLE dept(
dept_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
dept_name VARCHAR(20)
);
CREATE TABLE emp(
emp_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
emp_name VARCHAR(20) UNIQUE,
dept_id INT,
CONSTRAINT emp_dept_id_fk FOREIGN KEY(dept_id) REFERENCES dept(dept_id)
);	

显式创建表时创建索引的话,基本语法格式如下:

CREATE TABLE table_name [col_name data_type]
[UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] [INDEX | KEY] [index_name] (col_name [length]) [ASC |
DESC]
  • UNIQUE 、FULLTEXT 和SPATIAL 为可选参数,分别表示唯一索引、全文索引和空间索引;
  • INDEX 与KEY 为同义词,两者的作用相同,用来指定创建索引;
  • index_name 指定索引的名称,为可选参数,如果不指定,那么MySQL默认col_name为索引名;
  • col_name 为需要创建索引的字段列,该列必须从数据表中定义的多个列中选择;
  • length 为可选参数,表示索引的长度,只有字符串类型的字段才能指定索引长度;
  • ASC 或DESC 指定升序或者降序的索引值存储。

创建普通索引

在book表中的year_publication字段上建立普通索引,SQL语句如下:

CREATE TABLE book(
    book_id INT ,
    book_name VARCHAR(100),
    authors VARCHAR(100),
    info VARCHAR(100) ,
    comment VARCHAR(100),
    year_publication YEAR,
    INDEX(year_publication)
);

创建唯一索引

CREATE TABLE test1(
    id INT NOT NULL,
    name varchar(30) NOT NULL,
    UNIQUE INDEX uk_idx_id(id)
);

主键索引

设定为主键后数据库会自动建立索引,innodb为聚簇索引,语法:

  • 随表一起建索引:
CREATE TABLE student (
    id INT(10) UNSIGNED AUTO_INCREMENT ,
    student_no VARCHAR(200),
    student_name VARCHAR(200),
    PRIMARY KEY(id)
);
  • 删除主键索引:
ALTER TABLE student
drop PRIMARY KEY ;
  • 修改主键索引:必须先删除掉(drop)原索引,再新建(add)索引

创建单列索引

CREATE TABLE test2(
    id INT NOT NULL,
    name CHAR(50) NULL,
    INDEX single_idx_name(name(20))
);

创建组合索引

举例:创建表test3,在表中的id、name和age字段上建立组合索引,SQL语句如下:

CREATE TABLE test3(
    id INT(11) NOT NULL,
    name CHAR(30) NOT NULL,
    age INT(11) NOT NULL,
    info VARCHAR(255),
    INDEX multi_idx(id,name,age)
);

创建全文索引

举例1:创建表test4,在表中的info字段上建立全文索引,SQL语句如下:

CREATE TABLE test4(
    id INT NOT NULL,
    name CHAR(30) NOT NULL,
    age INT NOT NULL,
    info VARCHAR(255),
    FULLTEXT INDEX futxt_idx_info(info)
) ENGINE=MyISAM;

在MySQL5.7及之后版本中可以不指定最后的ENGINE了,因为在此版本中InnoDB支持全文索引。

创建了一个给title和body字段添加全文索引的表。

CREATE TABLE `papers` (
    `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    `title` varchar(200) DEFAULT NULL,
    `content` text,
    PRIMARY KEY (`id`),
    FULLTEXT KEY `title` (`title`,`content`)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8;

不同于like方式的的查询:

SELECT * FROM papers WHERE content LIKE%查询字符串%;

全文索引用match+against方式查询:

SELECT * FROM papers WHERE MATCH(title,content) AGAINST (‘查询字符串’);

注意点

  1. 使用全文索引前,搞清楚版本支持情况;
  2. 全文索引比 like + % 快 N 倍,但是可能存在精度问题;
  3. 如果需要全文索引的是大量数据,建议先添加数据,再创建索引。

创建空间索引

空间索引创建中,要求空间类型的字段必须为非空。

举例:创建表test5,在空间类型为GEOMETRY的字段上创建空间索引,SQL语句如下:

CREATE TABLE test5(
    geo GEOMETRY NOT NULL,
    SPATIAL INDEX spa_idx_geo(geo)
) ENGINE=MyISAM;

2. 在已经存在的表上创建索引

在已经存在的表中创建索引可以使用ALTER TABLE语句或者CREATE INDEX语句。

  1. 使用ALTER TABLE语句创建索引 ALTER TABLE语句创建索引的基本语法如下:
ALTER TABLE table_name ADD [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] [INDEX | KEY]
[index_name] (col_name[length],...) [ASC | DESC]
  1. 使用CREATE INDEX创建索引 CREATE INDEX语句可以在已经存在的表上添加索引,在MySQL中,
    CREATE INDEX被映射到一个ALTER TABLE语句上,基本语法结构为:
CREATE [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] INDEX index_name
ON table_name (col_name[length],...) [ASC | DESC]

2.1 删除索引

  1. 使用ALTER TABLE删除索引 ALTER TABLE删除索引的基本语法格式如下:
ALTER TABLE table_name DROP INDEX index_name;
  1. 使用DROP INDEX语句删除索引 DROP INDEX删除索引的基本语法格式如下:
DROP INDEX index_name ON table_name;

提示 删除表中的列时,如果要删除的列为索引的组成部分,则该列也会从索引中删除。如果组成
索引的所有列都被删除,则整个索引将被删除。

3.MySQL8.0索引新特性

支持降序索引

分别在MySQL 5.7版本和MySQL 8.0版本中创建数据表ts1,结果如下:

CREATE TABLE ts1(a int,b int,index idx_a_b(a,b desc));

在MySQL 5.7版本中查看数据表ts1的结构,结果如下:

在这里插入图片描述

在MySQL 8.0版本中查看数据表ts1的结构,结果如下:

在这里插入图片描述

从结果可以看出,索引已经是降序了。下面继续测试降序索引在执行计划中的表现。

分别在MySQL 5.7版本和MySQL 8.0版本的数据表ts1中插入800条随机数据,执行语句如下:

DELIMITER //
    CREATE PROCEDURE ts_insert()
    BEGIN
    DECLARE i INT DEFAULT 1;
    WHILE i < 800
    DO
    insert into ts1 select rand()*80000,rand()*80000;
    SET i = i + 1;
    END WHILE;
    commit;
    END //
    DELIMITER ;
#调用
CALL ts_insert();

在MySQL 5.7版本中查看数据表ts1的执行计划,结果如下:

EXPLAIN SELECT * FROM ts1 ORDER BY a,b DESC LIMIT 5;

从结果可以看出,执行计划中扫描数为799,而且使用了Using filesort。

提示 Using filesort是MySQL中一种速度比较慢的外部排序,能避免是最好的。多数情况下,管理员
可以通过优化索引来尽量避免出现Using filesort,从而提高数据库执行速度。

在MySQL 8.0版本中查看数据表ts1的执行计划。从结果可以看出,执行计划中扫描数为5,而且没有使用
Using filesort。

注意 降序索引只对查询中特定的排序顺序有效,如果使用不当,反而查询效率更低。例如,上述
查询排序条件改为order by a desc, b desc,MySQL 5.7的执行计划要明显好于MySQL 8.0。

将排序条件修改为order by a desc, b desc后,下面来对比不同版本中执行计划的效果。 在MySQL 5.7版本
中查看数据表ts1的执行计划,结果如下:

EXPLAIN SELECT * FROM ts1 ORDER BY a DESC,b DESC LIMIT 5;

在MySQL 8.0版本中查看数据表ts1的执行计划。
从结果可以看出,修改后MySQL 5.7的执行计划要明显好于MySQL 8.0。

隐藏索引

在MySQL 5.7版本及之前,只能通过显式的方式删除索引。此时,如果发现删除索引后出现错误,又只能通过显式创建索引的方式将删除的索引创建回来。如果数据表中的数据量非常大,或者数据表本身比较大,这种操作就会消耗系统过多的资源,操作成本非常高。

从MySQL 8.x开始支持隐藏索引(invisible indexes) ,只需要将待删除的索引设置为隐藏索引,使=查询优化器不再使用这个索引(即使使用force index(强制使用索引),优化器也不会使用该索引),确认将索引设置为隐藏索引后系统不受任何响应,就可以彻底删除索引。这种通过先将索引设置为隐藏索引,再删除索引的方式就是软删除。

创建表时直接创建 在MySQL中创建隐藏索引通过SQL语句INVISIBLE来实现,其语法形式如下:

CREATE TABLE tablename(
    propname1 type1[CONSTRAINT1],
    propname2 type2[CONSTRAINT2],
    ……
    propnamen typen,
    INDEX [indexname](propname1 [(length)]) INVISIBLE
);

上述语句比普通索引多了一个关键字INVISIBLE,用来标记索引为不可见索引。

在已经存在的表上创建

可以为已经存在的表设置隐藏索引,其语法形式如下:

CREATE INDEX indexname
ON tablename(propname[(length)]) INVISIBLE;

通过ALTER TABLE语句创建

语法形式如下:

ALTER TABLE tablename
ADD INDEX indexname (propname [(length)]) INVISIBLE;

切换索引可见状态 已存在的索引可通过如下语句切换可见状态:

ALTER TABLE tablename ALTER INDEX index_name INVISIBLE; #切换成隐藏索引
ALTER TABLE tablename ALTER INDEX index_name VISIBLE; #切换成非隐藏索引

如果将index_cname索引切换成可见状态,通过explain查看执行计划,发现优化器选择了index_cname索引。

注意 当索引被隐藏时,它的内容仍然是和正常索引一样实时更新的。如果一个索引需要长期被隐
藏,那么可以将其删除,因为索引的存在会影响插入、更新和删除的性能。

通过设置隐藏索引的可见性可以查看索引对调优的帮助。

在MySQL 8.x版本中,为索引提供了一种新的测试方式,可以通过查询优化器的一个开关(use_invisible_indexes)来打开某个设置,使隐藏索引对查询优化器可见。如果 use_invisible_indexes设置为off(默认),优化器会忽略隐藏索引。如果设置为on,即使隐藏索引不可见,优化器在生成执行计划时仍会考虑使用隐藏索引。

(1)在MySQL命令行执行如下命令查看查询优化器的开关设置。

mysql> select @@optimizer_switch \G

在输出的结果信息中找到如下属性配置。

use_invisible_indexes=off

此属性配置值为off,说明隐藏索引默认对查询优化器不可见。

(2)使隐藏索引对查询优化器可见,需要在MySQL命令行执行如下命令:

mysql> set session optimizer_switch="use_invisible_indexes=on";
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

SQL语句执行成功,再次查看查询优化器的开关设置

mysql> select @@optimizer_switch \G
*************************** 1. row ***************************
@@optimizer_switch:
index_merge=on,index_merge_union=on,index_merge_sort_union=on,index_merge_
intersection=on,engine_condition_pushdown=on,index_condition_pushdown=on,mrr=on,mrr_co
st_based=on,block_nested_loop=on,batched_key_access=off,materialization=on,semijoin=on
,loosescan=on,firstmatch=on,duplicateweedout=on,subquery_materialization_cost_based=on
,use_index_extensions=on,condition_fanout_filter=on,derived_merge=on,use_invisible_ind
exes=on,skip_scan=on,hash_join=on
1 row in set (0.00 sec)

此时,在输出结果中可以看到如下属性配置。

use_invisible_indexes=on

use_invisible_indexes属性的值为on,说明此时隐藏索引对查询优化器可见。

(3)使用EXPLAIN查看以字段invisible_column作为查询条件时的索引使用情况。

explain select * from classes where cname = '高一2班';

查询优化器会使用隐藏索引来查询数据。

(4)如果需要使隐藏索引对查询优化器不可见,则只需要执行如下命令即可。

mysql> set session optimizer_switch="use_invisible_indexes=off";
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

再次查看查询优化器的开关设置。

mysql> select @@optimizer_switch \G

此时,use_invisible_indexes属性的值已经被设置为“off”。

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