Mysql索引学习

news2024/11/6 7:20:55

1. 索引

1.1 索引概述

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（有序）。在数据之外，数据库系统还维护者满足特定查找算法的数据结构，这些数据结构以某种方式引用（指向）数据，这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法，这种数据结构就是索引。如下面的示意图所示 :
在这里插入图片描述

1.2 索引优势劣势

优势
1）类似于书籍的目录索引，提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本。
2）通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低CPU的消耗。
劣势
1）实际上索引也是一张表，该表中保存了主键与索引字段，并指向实体类的记录，所以索引列也是要占用空间
的。
2）虽然索引大大提高了查询效率，同时却也降低更新表的速度，如对表进行INSERT、UPDATE、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。

1.3 索引结构

索引是在MySQL的存储引擎层中实现的，而不是在服务器层实现的。所以每种存储引擎的索引都不一定完全相同，
也不是所有的存储引擎都支持所有的索引类型的。MySQL目前提供了以下4种索引：

BTREE 索引：最常见的索引类型，大部分索引都支持 B 树索引。
HASH 索引：只有Memory引擎支持，使用场景简单。
R-tree 索引（空间索引）：空间索引是MyISAM引擎的一个特殊索引类型，主要用于地理空间数据类型，通常使用较少。
Full-text （全文索引）：全文索引也是MyISAM的一个特殊索引类型，主要用于全文索引，InnoDB从Mysql5.6版本开始支持全文索引。
MyISAM、InnoDB、Memory三种存储引擎对各种索引类型的支持

1.3.1 BTREE 结构

BTree又叫多路平衡搜索树，一颗m叉的BTree特性如下：

树中每个节点最多包含m个孩子。
除根节点与叶子节点外，每个节点至少有[ceil(m/2)]个孩子。
若根节点不是叶子节点，则至少有两个孩子。
所有的叶子节点都在同一层。
每个非叶子节点由n个key与n+1个指针组成，其中[ceil(m/2)-1] <= n <= m-1

2.3.2 B+TREE 结构

B+Tree为BTree的变种，B+Tree与BTree的区别为：
1). n叉B+Tree最多含有n个key，而BTree最多含有n-1个key。
2). B+Tree的叶子节点保存所有的key信息，依key大小顺序排列。
3). 所有的非叶子节点都可以看作是key的索引部分。
在这里插入图片描述
由于B+Tree只有叶子节点保存key信息，查询任何key都要从root走到叶子。所以B+Tree的查询效率更加稳定。

1.3.3 MySQL中的B+Tree

MySql索引数据结构对经典的B+Tree进行了优化。在原B+Tree的基础上，增加一个指向相邻叶子节点的链表指
针，就形成了带有顺序指针的B+Tree，提高区间访问的性能。
MySQL中的 B+Tree 索引结构示意图:
在这里插入图片描述

1.4 索引分类

1）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
2）唯一索引：索引列的值必须唯一，但允许有空值
3）复合索引：即一个索引包含多个列

1.5 索引语法

1.5.1 创建索引

-- CREATE  [索引类型:单值索引，唯一索引，复合索引] INDEX  索引名 [索引结构：默认B+树] ON 表名（列名）

CREATE [UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL] INDEX index_name [USING index_type]
ON tbl_name(index_col_name,...)

CREATE INDEX  idx_city_name ON city(city_name);

在这里插入图片描述

1.5.2 查看索引

show index from table_name;

在这里插入图片描述

1.5.3 删除索引

DROP INDEX index_name ON tbl_name;

=
在这里插入图片描述

1.5.4 ALTER命令

1). alter table tb_name add primary key(column_list);
-- 该语句添加一个主键，这意味着索引值必须是唯一的，且不能为NULL
2). alter table tb_name add unique index_name(column_list);
-- 这条语句创建索引的值必须是唯一的（除了NULL外，NULL可能会出现多次）
3). alter table tb_name add index index_name(column_list);
-- 添加普通索引， 索引值可以出现多次。
4). alter table tb_name add fulltext index_name(column_list);
-- 该语句指定了索引为FULLTEXT， 用于全文索引

1.6 索引设计原则

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
效的使用索引。

对查询频次较高，且数据量比较大的表建立索引。
索引字段的选择，最佳候选列应当从where子句的条件中提取，如果where子句中的组合比较多，那么应当挑选最常用、过滤效果最好的列的组合。使用唯一索引，区分度越高，使用索引的效率越高。
索引可以有效的提升查询数据的效率，但索引数量不是多多益善，索引越多，维护索引的代价自然也就水涨船高。对于插入、更新、删除等DML操作比较频繁的表来说，索引过多，会引入相当高的维护代价，降低DML操作的效率，增加相应操作的时间消耗。另外索引过多的话，MySQL也会犯选择困难病，虽然最终仍然会找到一个可用的索引，但无疑提高了选择的代价。
使用短索引，索引创建之后也是使用硬盘来存储的，因此提升索引访问的I/O效率，也可以提升总体的访问效率。假如构成索引的字段总长度比较短，那么在给定大小的存储块内可以存储更多的索引值，相应的可以有效的提升MySQL访问索引的I/O效率。
利用最左前缀，N个列组合而成的组合索引，那么相当于是创建了N个索引，如果查询时where子句中使用了组成该索引的前几个字段，那么这条查询SQL可以利用组合索引来提升查询效率。

-- 创建复合索引:
CREATE INDEX idx_name_email_status ON tb_seller(NAME,email,STATUS);
--  就相当于
-- 对name 创建索引 ;
-- 对name , email 创建了索引 ;
-- 对name , email, status 创建了索引 ;