MySQL数据库索引原理及优化策略

MySQL数据库索引是一种数据结构，用于提高数据查询的效率，加快数据检索的速度。索引基于树结构实现，可以通过B+树等算法来优化索引效率。MySQL中常见的索引类型包括主键索引、唯一索引、普通索引、全文索引等

1 索引

索引概念

索引是一种特殊的文件，包含着对数据表里所有记录的引用指针。可以对表中的一列或多列创建索引，并指定索引的类型，各类索引有各自的数据结构实现。

索引作用

数据库中的表、数据、索引之间的关系，类似于书架上的图书、书籍内容和书籍目录的关系，索引所起的作用类似书籍目录，可用于快速定位、检索数据。索引可以极大地提高数据库的性能。

索引的使用场景

要考虑对数据库表的某列或某几列创建索引，需要考虑以下几点：

• 数据量较大，且经常对这些列进行条件查询。
• 该数据库表的插入操作，及对这些列的修改操作频率较低。
• 索引会占用额外的磁盘空间。

2 索引分类

• 从索引存储结构划分：BTree索引、Hash索引、FULLTEXT全文索引、RTree索引
• 从应用层次划分：普通索引，唯一索引，主键索引，复合索引
• 从索引键值类型划分，主键索引，辅助索引（二级索引）
• 从数据存储和索引键值逻辑关系划分：聚集索引（聚簇索引）非聚集泰引（非聚簇索)
• 从索引列数量划分：单列索引，复合索引

B树索引和B+树索引区别

区别:

数据的保存位置不同：B+树保存在叶子节点，B树保存在所有的节点中

体现出B+树优势：节点不存储data，这样一个节点就可以存储更多的key。可以使得树更矮，所以IO操作次数更少。 查询性能稳定：每次查询都是从根节点遍历到叶子节点，查询路径长度相同，即每次查询效率相当，时间复杂度固定是O（log（n)）

叶子节点的指向：B+树相邻的叶子节点通过指针相连，B树没有

体现出B+树优势：所有叶子节点形成有序链表，便于范围查找

3 索引操作

创建主键索引

-- 在创建表的时候，直接在字段名后指定 primary key
create table user1(id int primary key, name varchar(30));
-- 在创建表的最后，指定某列或某几列为主键索引
create table user2(id int, name varchar(30), primary key(id));
-- 创建表以后再添加主键
create table user3(id int, name varchar(30));
alter table user3 add primary key(id);

主键索引的特点：

• 一个表中，最多有一个主键索引，当然可以使符合主键
• 主键索引的效率高（主键不可重复）
• 创建主键索引的列，它的值不能为null，且不能重复
• 主键索引的列基本上是int

唯一索引的创建

-- 在表定义时，在某列后直接指定unique唯一属性。
create table user4(id int primary key, name varchar(30) unique);
-- 创建表时，在表的后面指定某列或某几列为unique
create table user5(id int primary key, name varchar(30), unique(name));
-- 创建表以后再添加unique
create table user6(id int primary key, name varchar(30)）；
alter table user6 add unique(name);

唯一索引的特点：

• 一个表中，可以有多个唯一索引
• 查询效率高
• 如果在某一列建立唯一索引，必须保证这列不能有重复数据
• 如果一个唯一索引上指定not null，等价于主键索引

普通索引的创建

--在表的定义最后，指定某列为索引
create table user8(id int primary key,
name varchar(20),
email varchar(30),
index(name)
);
--创建完表以后指定某列为普通索引
create table user9(id int primary key, name varchar(20), email varchar(30));
alter table user9 add index(name); 
-- 创建一个索引名为 idx_name 的索引
create table user10(id int primary key, name varchar(20), email varchar(30));
create index idx_name on user10(name)；

普通索引的特点：

• 一个表中可以有多个普通索引，普通索引在实际开发中用的比较多
• 如果某列需要创建索引，但是该列有重复的值，那么我们就应该使用普通索引

查询索引

• show keys from 表名

mysql> show keys from goods\G
*********** 1. row ***********
Table: goods <= 表名
Non_unique: 0 <= 0表示唯一索引
Key_name: PRIMARY <= 主键索引
Seq_in_index: 1
Column_name: goods_id <= 索引在哪列
Collation: A
Cardinality: 0
Sub_part: NULL
Packed: NULL
Null:
Index_type: BTREE <= 以二叉树形式的索引
Comment:
1 row in set (0.00 sec)

• show index from 表名;
• desc 表名

删除索引

• 删除主键索引： alter table 表名 drop primary key;
• 其他索引的删除： alter table 表名 drop index 索引名； 索引名就是show keys from 表名中的Key_name 字段

mysql> alter table user10 drop index idx_name;

• drop index 索引名 on 表名

mysql> drop index name on user8

索引创建原则

• 比较频繁作为查询条件的字段应该创建索引
• 唯一性太差的字段不适合单独创建索引，即使频繁作为查询条件
• 更新非常频繁的字段不适合作创建索引
• 不会出现在where子句中的字段不该创建索引

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