[Linux] MySQL数据库之索引

一、索引的相关知识

1.1 索引的简介

索引是一个排序列表，包含索引值和包含该值的数据行的物理地址（类似于 c 语言链表，通过指针指向数据记录的内存地址）。

使用索引后可以不用扫描全表来定位某行的数据，而是先通过索引表找到该行数据对应的物理地址然后访问相应的数据，因此能加快数据库的查询速度。

索引就好比是一本书的目录，可以根据目录中的页码快速找到所需的内容。

索引是表中一列或者若干列值排序的方法。

建立索引的目的是加快对表中记录的查找或排序。（加快查询速度、对字段值进行排序）

1.2 索引的优缺点

索引的优点：

设置了合适的索引之后，数据库利用各种快速定位技术，能够大大加快查询速度，这是创建索引的最主要的原因。

当表很大或查询涉及到多个表时，使用索引可以成千上万倍地提高查询速度。

可以降低数据库的I/O成本，并且索引还可以降低数据库的排序成本。

通过创建唯一性索引，可以保证数据表中每一行数据的唯一性。

可以加快表与表之间的连接。

使用分组和排序时，可大大减少分组和排序的时间。

建立索引在搜索和恢复数据库中的数据时能显著提高性能。

索引的缺点：

1.索引需要占用额外的磁盘空间。

2.对于 MyISAM 引擎而言，索引文件和数据文件是分离的，索引文件用于保存数据记录的地址。而 InnoDB 引擎的表数据文件本身就是索引文件。（索引文件和数据文件是同一个）在插入和修改数据时要花费更多的时间、消耗更多性能，因为索引也要随之变动。

1.3 索引创建的原则条件

索引可以提高数据库查询的速度，但并非在所有情况下都如此。在使用索引的情况下，数据库首先要进行索引查询，搜索特定的数据行，因为索引本身会消耗系统资源，如果索引使用不当，会增加数据库的负担。

表的主键、外键必须有索引。因为主键具有唯一性，外键关联的是主表的主键，查询时可以快速定位。

记录数超过300行（或500行）的表应该有索引。如果没有索引，每次查询都需要把表遍历一遍，会严重影响数据库的性能。（会影响IO和CPU的性能）

经常与其他表进行连接的表，在连接字段上应该建立索引。

唯一性太差的字段不适合建立索引。（因为字段值会有重复）

更新太频繁地字段不适合创建索引。

经常出现在 where 子句中的字段，特别是大表的字段，应该建立索引。

在经常进行GROUP BY、ORDER BY的字段上建立索引。

索引应该建在选择性高的字段上。（即重复性低的字段）

索引应该建在小字段上，对于大的文本字段甚至超长字段，不要建索引。（大字段建索引会增加磁盘空间，而且搜索起来会影响性能）

当一个表写入多、读取很少的时候，不需要建立索引。唯一性太差的字段、更新太频繁地字段、大字段，不适合做索引。

二、索引的类型与创建

从逻辑划分来看，索引的运用主要有五种，分别为：普通索引，唯一索引，主键索引，组合索引和全文索引（模糊索引）

创建了一个测试用表：

mysql> create database test ;
mysql> use test;
 
mysql> create table if not exists info(
    -> id int(5),
    -> name char(4),
    -> sex char(2),
    -> age char(3),
    -> adress varchar(20),
    -> remark varchar(50) );

2.1 普通索引的创建

建立在普通字段上的索引，没有任何限制。

方式一：直接创建普通索引

 CREATE INDEX 索引名 ON 表名 (列名(长度));
 
#长度可以加也可以不加，添加长度时，则该索引会取每行字段的前几位（即字段的长度）作为索引

方式二：修改表结构的方式创建索引

 ALTER TABLE 表名 ADD INDEX 索引名(列名);

方法三：创建表时指定索引

mysql> create table if not exists info(
    -> id int(5),
    -> name char(4),
    -> sex char(2),
    -> age char(3),
    -> adress varchar(20),
    -> remark varchar(50) 
    -> index 索引名(字段名) );
该方式一般不建议采用：在创建表的时候添加索引，会让插入数据变慢。

2.2 唯一索引的创建

唯一索引：与普通索引类似，但区别是唯一索引列的每个值都唯一。唯一索引允许有空值，但是不允许有两个及其以上的空值（注意和主键不同）。

创建唯一键或者创建唯一索引都可实现。

方式一：直接创建唯一索引

 CREATE UNIQUE INDEX 索引名 ON 表名(字段名);

方式二：修改表结构的方式增加唯一键

 ALTER TABLE 表名 ADD UNIQUE 索引名(字段名);

方式三：创建表时指定索引

mysql> create table if not exists info(
    -> id int(5),
    -> name char(4),
    -> sex char(2),
    -> age char(3),
    -> adress varchar(20),
    -> remark varchar(50) 
    -> unique 索引名(字段名) );

方法四：添加唯一键，即为唯一索引

alter table 表名 add unique key(字段);

2.3 主键索引的创建

主键索引是一种特殊的唯一索引，必须指定为“PRIMARY KEY”。一个表只能有一个主键，不允许有空值，且该字段为唯一值。添加主键将自动创建主键索引。

方式一：创建表时添加主键

mysql> create table if not exists info(
    -> id int(5),
    -> name char(4),
    -> sex char(2),
    -> age char(3),
    -> adress varchar(20),
    -> remark varchar(50) 
    -> primary key (字段) );

方式二：在现有表中添加主键

ALTER TABLE 表名 add primary key(字段名);

2.4 组合索引的创建

组合索引（单列索引与多列索引）：可以是单列上创建的索引，也可以是在多列上创建的索引。

需要满足最左原则，因为select 语句的where条件是依次从左往右执行的，所以在使用select 语句查询时where 条件使用的字段顺序必须和组合索引中的排序一致，否则索引将不会生效。

方法一：直接创建索引

 CREATE INDEX 索引名 on 表名(字段1,字段2，字段3);

方法二：修改表的方式创建索引

 alter table 表名 add index 索引名(字段1,字段2, ..., 字段n);

方法三：创建表的时候指定索引

mysql> create table if not exists info(
    -> id int(5),
    -> name char(4),
    -> sex char(2),
    -> age char(3),
    -> adress varchar(20),
    -> remark varchar(50) 
    -> idnex 字段1_字段2_index(字段1,字段2) );

组合索引的使用方法

select */需求字段 from 表名 where 索引字段1=? and 索引字段2=? and 索引字段3=?

2.5 全文索引的创建

全文索引（FULLTEXT）：适合在进行模糊查询的时候使用，可用于在一篇文章中检索文本信息。

在MySQL5.7版本以前FULLTEXT索引仅可用于MyISAM引擎，在5.7版本之后innodb 引擎也支持FULLTEXT 索引。

全文索引可以在CHAR、 VARCHAR 或者TEXT 类型的列上创建。

每个表一般只创建一个全文索引。

查询时只能匹配完整的单词/字符串。

方法一：直接创建索引

create fulltext index 索引名 on 表名 (字段);

方式二：修改表的方式创建索引

 alter table 表名 add fulltext 索引名 (字段);

方法三：创建表时指定索引

mysql> create table if not exists info(
    -> id int(5),
    -> name char(4),
    -> sex char(2),
    -> age char(3),
    -> adress varchar(20),
    -> remark varchar(50) 
    ->  fulltext idnex 字段_index(字段) );

全文索引在查询中使用方法

 select * from 表名 where match(字段名) against(单词/字符串);

2.6 索引删除的通用方式

其他索引的删除方法

drop index 索引名 on 表名; #直接删除索引

alter table 表名 DROP index 索引名; #以修改表的方式删除索引

主键索引的删除方法

alter table 表名 drop primary key;

2.7 查看表中存在全部索引的方法

show index from 表名;      #能查看索引的字段和细节，建议以纵向形式查看
 show index from 表名\G     #建议使用\G以纵向形式查看
 
 show keys from 表名;
 show keys from 表名\G
 
 show create table 表名;    #只能查看索引的字段和名称

三、explain 语句用法及mysql查询速度的优化

3.1 explain语句的作用

当我们写好了查询语句不确定自己是否引用的字段是不是索引字段时，可以在查询语句前添加explain来确定自己是否引用了索引字段

explain select * from 表名 where 条件语句;

3.2 mysql查询速度的优化

硬件上的优化

对于 CPUMySQL 应用程序，建议使用 S.M.P. 架构的多路对称 CPU。例如，可以使用两个 Intel Xeon 3.6 GHz CPU。最近，建议使用专用于数据库服务器的 4U 服务器，而不仅仅是 mysql。

物理内存对于使用 MySQL 的数据库服务器，建议服务器内存不少于 2 GB，建议使用 4 GB 或更大的物理内存，但对于现代服务器来说，内存是一个可以忽略不计的问题，基本上企业中使用的高端服务器的内存都在 16G 或以上。基本上都在 16G 或以上。

磁盘寻道能力（磁盘 I/O），以目前的高速 SCSI 硬盘（7200 rpm）为例，这种硬盘理论上每秒问 7200 次，其物理特性决定了对磁盘读写卷的复杂查询可以想象，有了大量的操作，就没有办法每秒更改 MySQL。因此，磁盘 I/O 通常被认为是 MySQL 性能的最大限制之一。在日均访问量超过 100 万 PV 的系统上，由于磁盘 I/O 限制，MySQL 的性能非常低！在尝试使用 RAID-5 时，MySQL 在 RAID-5 阵列中的效率不如预期。

查询语句进行索引优化

1. 在使用数据查询语句时，发现查询的时间明显缓慢（一般1s钟以上就存在慢的问题），使用explain语句进行分析（查看是否存在索引，以及该语句是否真正用到了索引）。

2.若该语句中的条件并为涉及索引，可以添加索引来进行优化

3. 索引类型单一，条件语句中条件用到的较多，可以尝试组合索引，以此加快查询速度

总结

（1）创建索引

1）普通索引：

create index 索引名 on 表名 (字段);

alter table 表名 add index 索引名 (字段(4));

create table 表名 (字段.... , index 索引名(字段));

2）唯一索引：

create unique index 索引名 on 表名 (字段);

alter table 表名 add unique 索引名(字段);

create table 表名 (字段.... , unique 索引名(字段));

3）主键索引：

alter table 表名 add primary key (字段);

create table 表名 (字段.... , primary key (字段));

create table 表名 (字段 primary key, ... );

4）组合索引（单列、多列索引）:

create index XXX_index on 表名 (字段1,字段2, ... , 字段n);

alter table 表名 add index XXX_index (字段1,字段2, ... , 字段n);

create table 表名(列名1 数据类型,列名2 数据类型,列名3 数据类型, INDEX 索引名(字段1,字段2,字段3));

使用时要注意 where 的最左原则：

select * from 表名 where 字段1=XXX and 字段2=XXX and ....

5）全文索引：

create fulltext index 索引名 on 表名 (字段);

alter table 表名 add fulltext 索引名 (字段);

create table 表名 (字段.... , fulltext 索引名(字段));

查询时只能匹配完整的字符串：

select * from 表名 where match(字段) against('查询字符串');