【MySQL数据库】MySQL索引

其他 2024-11-02 17:47:35 阅读次数: 0

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MySQL索引

索引是一种数据结构，用于快速查找数据库表中的记录。在MySQL中，索引类似于书的目录，通过索引可以快速定位到表中的某一行数据，而不需要扫描整个表。索引存储了索引列的值以及这些值对应的行的物理地址（或称为行指针）。

  • 排序的列表：索引是一个按索引列排序的列表。
  • 物理地址：索引条目中包含了索引列的值和包含该值的行的物理地址。
  • 加速查询：使用索引可以加速查询操作，因为数据库系统可以利用索引快速定位到所需的数据行。

索引的概念

  1. 定义：索引是一个排序后的列表，其中存储了索引值以及这些值对应数据行的物理地址。
  2. 作用：通过索引，数据库可以快速定位到所需数据行，避免全表扫描，从而加速查询。
  3. 类比：索引类似于书籍的目录，通过目录中的页码可以迅速找到内容。
  4. 排序方式：索引是基于表中一列或多列的值进行排序的。
  5. 目的：创建索引主要是为了加快数据查找和排序速度。

索引的作用

  1. 加速查询：合适的索引能显著提高数据库查询速度。
  2. 大数据量优势：在处理大型表或多表查询时，索引的效果尤为明显。
  3. 降低成本：减少IO操作和排序成本。
  4. 数据唯一性：通过唯一性索引确保数据的唯一性。
  5. 连接加速：加快表与表之间的连接操作。
  6. 分组排序优化：在执行GROUP BY和ORDER BY操作时提高效率。
  7. 数据恢复性能：在搜索和恢复数据时提升性能。

索引的副作用

尽管索引带来了诸多好处，但也有一些潜在的副作用需要注意：

  1. 空间消耗：索引占用额外的磁盘空间。
    • MyISAM：索引文件与数据文件分离。
    • InnoDB：数据文件本身就是索引文件（聚集索引）。
  2. 更新开销：更新包含索引的表比更新无索引的表更耗时，因为需要同时更新索引。
  3. 选择不当的索引：如果索引选择不当，可能会导致查询性能下降，甚至不如没有索引的情况。

创建索引的原则依据

创建索引时，需要遵循一些原则以确保索引的有效性：

  • 主键和外键：主键和外键列通常应该建立索引，因为它们经常用于查询和连接操作。
  • 记录数超过300行的表：对于包含大量记录的表，应该考虑建立索引以加速查询。
  • 连接字段：在经常用于连接（JOIN）操作的字段上建立索引。
  • 唯一性差的字段：唯一性差的字段（如性别、布尔值等）不适合建立索引，因为索引的选择性较差。
  • 更新频繁的字段：更新频繁的字段不适合建立索引，因为索引的更新开销较大。
  • WHERE子句中的字段：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。
  • GROUP BY和ORDER BY字段：在经常进行GROUP BY和ORDER BY操作的字段上建立索引。
  • 选择性高的字段：索引应该建在选择性高的字段上，即不同值较多的字段。
  • 小字段：索引应该建在小字段上，因为大字段（如长文本）的索引开销较大。

示例

假设我们有一个名为employees的表，包含以下字段：id（主键）、name（姓名）、age（年龄）、department（部门）和salary（薪水）。以下是一些可能的索引策略：

  • 主键索引：在id字段上创建主键索引（通常是自动创建的）。
  • 唯一索引：如果email字段是唯一的，可以在email字段上创建唯一索引。
  • 组合索引：在经常一起查询的字段上创建组合索引，如(department, age)。
  • 全文索引：如果需要在name或description等文本字段上进行全文搜索，可以创建全文索引。

创建索引的SQL语句示例：

-- 创建主键索引（通常自动创建）
CREATE TABLE employees (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(100),
    age INT,
    department VARCHAR(50),
    salary DECIMAL(10, 2)
);

-- 创建唯一索引
CREATE UNIQUE INDEX idx_email ON employees(email);

-- 创建组合索引
CREATE INDEX idx_dept_age ON employees(department, age);

-- 创建全文索引（仅适用于MyISAM和InnoDB引擎的CHAR、VARCHAR和TEXT字段）
CREATE FULLTEXT INDEX idx_name ON employees(name);

MySQL 索引分类与创建

索引分类

  1. 普通索引
    • 最基本的索引类型，没有唯一性限制，允许有空值。
    • 创建方式：
      • 直接创建：CREATE INDEX 索引名 ON 表名 (列名[(length)]);
      • 修改表结构：ALTER TABLE 表名 ADD INDEX 索引名 (列名);
      • 创建表时指定：CREATE TABLE 表名 (字段1 数据类型, ..., INDEX 索引名 (列名));
  2. 唯一索引
    • 与普通索引类似，但要求索引列的值必须唯一。
    • 允许有空值，但空值不参与唯一性比较。
    • 创建方式：
      • 直接创建：CREATE UNIQUE INDEX 索引名 ON 表名(列名);
      • 修改表结构：ALTER TABLE 表名 ADD UNIQUE 索引名 (列名);
      • 创建表时指定：CREATE TABLE 表名 (字段1 数据类型, ..., UNIQUE 索引名 (列名));
  3. 主键索引
    • 特殊的唯一索引，必须指定为“PRIMARY KEY”。
    • 一个表只能有一个主键索引，不允许有空值。
    • 创建方式：
      • 创建表时指定：CREATE TABLE 表名 ([...], PRIMARY KEY (列名));
      • 修改表结构：ALTER TABLE 表名 ADD PRIMARY KEY (列名);
  4. 组合索引（多列索引）
    • 在多列上创建的索引，查询时满足最左前缀原则。
    • 创建方式：CREATE INDEX 索引名 ON 表名 (列名1, 列名2, ...);
  5. 全文索引（FULLTEXT）
    • 用于全文检索，适合在CHAR、VARCHAR或TEXT类型的列上创建。
    • MySQL 5.6版本之前仅支持MyISAM引擎，之后InnoDB引擎也支持。
    • 创建方式：
      • 直接创建：CREATE FULLTEXT INDEX 索引名 ON 表名 (列名);
      • 修改表结构：ALTER TABLE 表名 ADD FULLTEXT 索引名 (列名);
      • 创建表时指定：CREATE TABLE 表名 (字段1 数据类型, ..., FULLTEXT 索引名 (列名));

索引创建示例

针对member表，以下是各种索引的创建示例：

-- 创建普通索引
CREATE INDEX name_index ON member (name);

-- 修改表结构创建普通索引
ALTER TABLE member ADD INDEX phone_index (phone);

-- 创建表时指定普通索引
CREATE TABLE member_with_index (
    id INT(10),
    name VARCHAR(10),
    cardid INT(18),
    phone INT(11),
    address VARCHAR(50),
    remark TEXT,
    INDEX address_index (address)
);

-- 创建唯一索引
CREATE UNIQUE INDEX cardid_index ON member (cardid);

-- 修改表结构创建唯一索引
ALTER TABLE member ADD UNIQUE unique_name_index (name);

-- 创建表时指定主键索引（注意：主键索引通常是在创建表时指定的）
CREATE TABLE member_with_pk (
    id INT(10) PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(10),
    cardid INT(18),
    phone INT(11),
    address VARCHAR(50),
    remark TEXT
);

-- 或者修改表结构添加主键索引
ALTER TABLE member ADD PRIMARY KEY (id);

-- 创建组合索引
CREATE INDEX name_phone_index ON member (name, phone);

-- 创建全文索引
CREATE FULLTEXT INDEX remark_index ON member (remark);

-- 修改表结构创建全文索引
ALTER TABLE member ADD FULLTEXT fulltext_remark_index (remark);
索引使用注意事项
  • 选择合适的列：为经常出现在WHERE子句、JOIN操作、ORDER BY和GROUP BY子句中的列创建索引。
  • 避免过多索引：虽然索引能加快查询速度，但也会增加写操作的开销（如插入、更新、删除）。因此，应根据实际需求合理控制索引数量。
  • 考虑索引大小：对于大文本字段，创建索引可能会占用大量磁盘空间。因此，在创建索引时应权衡索引带来的性能提升和磁盘空间开销。
  • 最左前缀原则：在使用组合索引时，应确保查询条件中的列顺序与索引中的列顺序一致，以充分利用索引。
  • 全文索引限制：全文索引适用于模糊查询，但不适用于精确匹配。此外，全文索引的性能受多种因素影响，如索引大小、查询复杂度等。

索引查看与删除

  • 查看索引：
    使用SHOW INDEX FROM 表名;或SHOW KEYS FROM 表名;可以查看表中的索引信息。

  • 删除索引：

    • 直接删除索引：DROP INDEX 索引名 ON 表名;
    • 修改表方式删除索引：ALTER TABLE 表名 DROP INDEX 索引名;
    • 删除主键索引：ALTER TABLE 表名 DROP PRIMARY KEY;

索引案例应用

假设我们为某商场创建一个会员卡系统，会员表包含信息如下：

  • 会员编号（id）：INT类型，主键。
  • 会员姓名（name）：VARCHAR(10)类型，普通索引。
  • 会员身份证号码（cardid）：VARCHAR(18)类型（注意原题中类型为INT(18)是不准确的，应为VARCHAR或CHAR类型），唯一索引。
  • 会员电话（phone）：INT(11)类型。
  • 会员住址（address）：VARCHAR(50)类型。
  • 会员备注信息（remark）：TEXT类型，全文索引（但需注意其适用性）。

创建表及索引的SQL语句如下：

CREATE TABLE member (
    id INT(10) NOT NULL,
    name VARCHAR(10),
    cardid VARCHAR(18),
    phone INT(11),
    address VARCHAR(50),
    remark TEXT,
    PRIMARY KEY (id)
);

-- 创建普通索引
CREATE INDEX name_index ON member (name);

-- 创建唯一索引
CREATE UNIQUE INDEX cardid_index ON member (cardid);

-- 创建全文索引（注意：FULLTEXT索引在InnoDB引擎中可能不如MyISAM引擎效果好，且适用于长文本）
ALTER TABLE member ADD FULLTEXT (remark); -- 注意：MySQL 5.6+ InnoDB支持FULLTEXT，但效果因版本和配置而异

-- 或者在创建表时直接指定索引（但主键索引通常是在创建表时指定的）
-- CREATE TABLE member (
--     id INT(10) NOT NULL PRIMARY KEY,
--     name VARCHAR(10),
--     cardid VARCHAR(18) UNIQUE,
--     phone INT(11),
--     address VARCHAR(50),
--     remark TEXT,
--     FULLTEXT (remark) -- 注意：此语法可能因MySQL版本而异，且FULLTEXT通常不直接在CREATE TABLE中指定
-- );
-- 注意：上面的FULLTEXT直接在CREATE TABLE中指定的语法可能不被所有MySQL版本支持，因此推荐使用ALTER TABLE方式添加。

注意事项：

  • 会员身份证号码应为VARCHAR或CHAR类型，因为身份证号码包含非数字字符（如最后的校验码可能是X）。
  • FULLTEXT索引在短文本字段上的效果可能不如在长文本字段上。如果会员备注信息通常较短，可以考虑使用普通索引或组合索引来满足查询需求。
  • 在实际应用中，应根据查询性能和数据特点选择合适的索引类型和数量。过多的索引会增加写操作的开销（如插入、更新、删除），因此应权衡索引带来的性能提升和磁盘空间开销。

要点总结

基础要点：

类别 描述
定义 索引是一个排序的列表，包含索引字段的值和其对应的行记录数据所在的物理地址
作用 1. 加快表数据的查询速度（主要作用）
2. 对字段进行排序
3. 加快表与表的连接速度
4. 减少分组和排序的时间
副作用 1. 索引会额外占用磁盘空间
2. 更新包含索引的表会花费更多的时间
工作方式 没有索引：扫描全表后定位某行记录数据的位置
有索引：通过索引查询到行记录数据所在的物理地址，直接访问相应的行记录数据
创建索引的依据 1. 表的记录行数量较多（一般超过三五百行），且读操作多时创建索引
2. 建议创建索引的字段：
- 主键字段
- 外键字段
- 多表连接的公共字段
- 唯一性较好的字段
- 不经常更新的字段
- where条件字段
- group by分组字段
- order by排序字段
- 短小的字段
3. 不建议创建索引的字段：
- 唯一性较差的字段
- 更新太频繁的字段
- 大文本字段

命令：
以下是根据您提供的信息整理的关于索引类型的表格：

索引类型 创建方式 示例 注意事项/使用场景 删除方式 查看方式
普通索引 1. create index 索引名 on 表名(字段(索引长度));
2. alter table 表名 add index 索引名(字段);
3. create table 表名 (.... , index 索引名(字段));		 create index idx_name on table_name(column_name); 适用于一般查询优化 drop index 索引名 on 表名;
alter table 表名 drop index 索引名;		 show create table 表名;
show index from 表名;
show keys from 表名;
唯一索引 1. create unique index 索引名 on 表名(字段);
2. alter table 表名 add unique 索引名(字段);
3. create table 表名 (.... , unique 索引名(字段));		 create unique index idx_unique_name on table_name(column_name); 保证字段值唯一性 drop index 索引名 on 表名;
（若索引是创建表时定义的，则无法直接删除，需重建表或删除后重建）		 同上
主键索引 1. alter table 表名 add primary key(字段);
2. create table 表名 (.... , primary key(字段));		 alter table table_name add primary key(column_name); 唯一且非空，用于标识表中的每一行 alter table 表名 drop primary key; 同上
多列组合索引 1. create index 索引名 on 表名(字段1, 字段2, ....);
2. alter table 表名 add index 索引名(字段1, 字段2, ....);
（唯一和主键组合索引类似）		 create index idx_combo on table_name(column1, column2); 适用于多个字段联合查询，需满足最左原则 drop index 索引名 on 表名;
alter table 表名 drop index 索引名;		 同上
全文索引 1. create fulltext index 索引名 on 表名(字段);
2. alter table 表名 add fulltext 索引名(字段);
3. create table 表名 (.... , fulltext 索引名(字段));		 create fulltext index idx_fulltext_name on table_name(column_name); 适用于文本字段的模糊查询 drop index 索引名 on 表名;
（若索引是创建表时定义的，则无法直接删除，需重建表或删除后重建）		 同上

注意事项/使用场景 列中的说明：

  • 普通索引：适用于一般查询优化，提高查询速度。
  • 唯一索引：保证字段值唯一性，常用于需要确保数据唯一性的场景。
  • 主键索引：唯一且非空，用于标识表中的每一行，通常用于主键字段。
  • 多列组合索引：适用于多个字段联合查询，需满足最左原则，即查询条件中的字段顺序要与创建索引时的字段顺序一致。
  • 全文索引：适用于文本字段的模糊查询，如搜索文章、评论等文本内容。

删除方式 列中的说明：

  • 对于普通索引、唯一索引和多列组合索引，可以使用 drop index 或 alter table 语句来删除。
  • 对于主键索引，只能使用 alter table 语句来删除。
  • 若索引是在创建表时定义的，则无法直接删除索引，需要重建表或先删除表后重建。

查看方式 列中的说明：

  • 可以使用 show create table、show index 或 show keys 语句来查看表的索引信息。这些语句会返回表的索引类型、索引名、字段名等详细信息。

问答环节

select查询语句执行速度慢：
原因：硬盘性能不足；别的应用导致服务器负载很高；mysql配置优化不够；表太大了；SQL语句语法复杂；索引失效
如果抛开其它原因，只做索引优化：先使用 explain 分析 select 语句（看 key、rows、tpye 字段），判断这个查询语句是否正确的使用了索引
再根据查询语句中 where 条件字段创建相应的单列索引或多列索引（多列组合索引要满足最左原则）
select语句避免在 where 条件字段使用 is null 判断，使用 != 或 <> 不等于判断，使用表达式或函数操作，使用 like查询以%开头

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转载自blog.csdn.net/Karoku/article/details/142882580
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