Quels sont les principes et les stratégies d'optimisation des index MySQL

Le concept d'index

L'index de MySQL est une structure de données qui accélère les requêtes, semblable à la table des matières d'un livre, qui nous aide à trouver rapidement les informations dont nous avons besoin. En utilisant des algorithmes et des structures de données spécifiques, les index MySQL peuvent trier et stocker efficacement les données, permettant une recherche et un accès rapides aux données. Dans la base de données, les index peuvent accélérer les opérations de requête et de mise à jour des données et améliorer les performances du système.

Les types d'index MySQL courants incluent l'index B-tree, l'index de hachage et l'index de texte intégral, etc., prenant en charge plusieurs types d'index. Parmi eux, l'index B-tree est le plus couramment utilisé. Il s'agit d'une structure arborescente équilibrée qui peut trier les données selon certaines règles, afin que les requêtes puissent localiser rapidement les données requises. Les index B-tree incluent les index de clé primaire, les index uniques et les index ordinaires.

L'index de clé primaire est un index unique spécial. Il oblige chaque enregistrement de la table à avoir une clé primaire unique et peut être utilisé pour localiser rapidement l'enregistrement spécifié. Un index unique est un index qui impose que chaque valeur d'index soit unique et peut être utilisée pour éviter les données en double dans la table. L'index ordinaire est le type d'index le plus basique, qui peut améliorer la vitesse des requêtes, mais n'exige pas que la valeur de l'index soit unique.

En plus des index B-tree, MySQL prend également en charge les index de hachage et les index de texte intégral. En utilisant un algorithme de hachage pour trier l'index, un index de hachage peut localiser rapidement et avec précision les données requises. Dans certains cas, la limitation de l'index de hachage est qu'il ne peut pas prendre en charge les requêtes de plage et ne peut prendre en charge que les requêtes d'égalité. L'indexation de texte intégral est un type d'index qui peut être utilisé pour rechercher rapidement du contenu textuel. Il prend en charge des opérations telles que la recherche floue et la recherche en texte intégral, et peut être utilisé pour rechercher rapidement du contenu textuel.

Pour résumer, l'index MySQL est une structure de données utilisée pour accélérer les requêtes de base de données. Différents types d'index conviennent à différents scénarios. Les développeurs doivent choisir et optimiser en fonction de la situation réelle. Lors de la conception des index, il faut veiller à éviter des problèmes tels qu'une utilisation excessive des index, des index combinés, la sélection des types de données et une maintenance régulière pour améliorer les performances et la stabilité du système.

Principe de l'index

Le principe de l'index MySQL peut être simplement résumé comme suit : trier et stocker les données dans la table selon un certain algorithme et une certaine structure de données pour former une table d'index, et localiser rapidement les données cibles via l'index tableau. Les index MySQL sont implémentés à l'aide de structures de données B-tree ou B+tree.

B-tree est une structure arborescente équilibrée qui trie les données des nœuds selon certaines règles. Chaque nœud contient plusieurs mots-clés et pointeurs, qui peuvent prendre en charge des opérations de recherche, d'insertion et de suppression rapides. Dans B-tree, chaque nœud a une valeur de clé minimale et maximale. Tous les nœuds avec une valeur de clé inférieure à la valeur de clé minimale du nœud se trouvent sur le côté gauche du nœud. Tous les nœuds avec une valeur de clé supérieure à la valeur de clé maximale. la valeur du nœud se trouve sur le côté gauche du nœud. Les nœuds sont tous à droite de ce nœud. Par conséquent, des requêtes à portée rapide et des requêtes équivalentes peuvent être effectuées via B-tree.

B+tree est une variante de B-tree. Dans B+tree, les nœuds internes ne stockent pas de données, seuls les mots-clés et les pointeurs de nœuds enfants sont stockés, et les données ne sont stockées que dans les nœuds feuilles. Les nœuds feuilles sont connectés via des pointeurs, qui peuvent prendre en charge les requêtes à plage rapide et les requêtes équivalentes. Comparé au B-tree, B+tree utilise l'espace mémoire plus efficacement et peut réduire les opérations d'E/S disque, il est donc plus couramment utilisé dans la pratique.

Il existe de nombreux types d'index dans MySQL, notamment les index de clé primaire, les index uniques, les index ordinaires, les index de texte intégral, etc. Chaque type d'index a ses scénarios applicables, ses avantages et ses inconvénients. Par exemple, les index de clé primaire peuvent être utilisés pour localiser rapidement des enregistrements spécifiés, les index uniques peuvent éviter les données en double dans la table, les index ordinaires peuvent accélérer les requêtes et les index de texte intégral peuvent être utilisés pour rechercher rapidement du contenu textuel, etc.

Lors de la conception d'index, vous devez faire attention à éviter des problèmes tels qu'une utilisation excessive d'index, des index combinés, la sélection de types de données et une maintenance régulière pour améliorer les performances et la stabilité du système. MySQL est également équipé d'un optimiseur, qui peut sélectionner le meilleur plan d'exécution en fonction des conditions et des index des requêtes, améliorant ainsi encore l'efficacité des requêtes.

Types d'index

Les types d'index couramment utilisés dans MySQL incluent :

1. Primary Key Index (Primary Key Index) : L'index de clé primaire est un index unique spécial. Il nécessite que la valeur de la colonne d'index soit unique et non vide, et est utilisée pour localiser rapidement une certaine ligne de données. dans le tableau. Les index de clé primaire peuvent être créés automatiquement ou spécifiés manuellement.
2. Unique Index (Unique Index) : Un index unique nécessite que la valeur de la colonne d'index soit unique, mais autorise les valeurs nulles pour éviter les données en double dans la table. Une table peut avoir plusieurs index uniques.
3. Index Normal (Index Normal) : L'index normal est le type d'index le plus basique sans aucune restriction et est utilisé pour accélérer la vitesse des requêtes. Une table peut avoir plusieurs index ordinaires.
4. Index de texte intégral : l'index de texte intégral est utilisé pour rechercher rapidement du contenu textuel, tel que des articles ou des journaux, et peut prendre en charge la récupération de texte intégral, la segmentation de mots, la correspondance de mots clés et d'autres fonctions.
5. Index composite (Index composite) : un index composite utilise plusieurs colonnes dans le cadre de l'index pour optimiser les performances des requêtes composées. L'ordre des index combinés est important et doit être déterminé en fonction de la fréquence des requêtes et de l'efficacité du filtrage.
6. Index spatial (Index spatial) : l'index spatial est utilisé pour stocker et interroger des données spatiales, telles que l'emplacement géographique et le modèle tridimensionnel, il peut prendre en charge la requête de plage spatiale, la requête du voisin le plus proche, la requête de distance et d'autres fonctions.
7. Prefix Index (Prefix Index) : l'index de préfixe est un type d'index spécial qui indexe uniquement une partie de la valeur de la colonne et peut être utilisé pour optimiser les performances des requêtes et économiser de l'espace de stockage. Cependant, l'utilisation d'index de préfixe peut conduire à des index non uniques et à des résultats de requête inexacts.
Dans les applications réelles, les types d'index appropriés doivent être sélectionnés en fonction des besoins spécifiques de l'entreprise et des caractéristiques des requêtes, et l'utilisation excessive d'index et la création d'index redondants doivent être évitées pour améliorer les performances et la stabilité du système.

Utilisation de l'index

Comment utiliser l'index

1 Utiliser l'index dans la clause WHERE : L'utilisation de l'index dans la clause WHERE peut accélérer la requête, par exemple en utilisant la colonne d'index dans l'instruction de requête pour filtrer les conditions. Par exemple, pour interroger les informations des étudiants dont l'âge est supérieur à 20 ans dans la table des étudiants, vous pouvez utiliser l'instruction SQL suivante :

SELECT * FROM students WHERE age > 20;

2, OUtiliser l'index dans la clause RDER BY : Utilisation de l'index dans la ORDER La clause BY peut accélérer l'opération de tri, telle que L'ensemble de résultats est trié par ordre croissant ou décroissant selon une certaine colonne. Par exemple, pour interroger les informations des étudiants dont l'âge est supérieur à 20 ans dans la table des étudiants et les trier par ordre croissant par ID, vous pouvez utiliser l'instruction SQL suivante :

SELECT * FROM students WHERE age > 20 ORDER BY id ASC;

3, Utiliser les index dans les opérations JOIN : Utilisation les index dans les opérations JOIN peuvent accélérer le transfert entre les tables. Les opérations d'association, telles que la jointure de tables via une certaine colonne. Par exemple, pour interroger les informations sur les classes des étudiants dans la table des étudiants et la table des classes, vous pouvez utiliser les instructions SQL suivantes :

SELECT * FROM students JOIN classes ON students.class_id = classes.id;

4, Utiliser les index dans la clause GROUP BY : L'utilisation des index dans la clause GROUP BY peut accélérer l'agrégation de l'ensemble de résultats, telles que le comptage du nombre total, de la valeur moyenne, de la valeur maximale, de la valeur minimale, etc. Par exemple, pour interroger le nombre d'étudiants dans chaque classe dans la table des étudiants, vous pouvez utiliser l'instruction SQL suivante :

SELECT class_id, COUNT(*) FROM students GROUP BY class_id;

5, Utiliser des index dans les opérations UNION : L'utilisation d'index dans les opérations UNION peut accélérer la fusion de plusieurs ensembles de résultats, tels que Les ensembles de résultats de plusieurs instructions SELECT sont combinés en un seul ensemble de résultats. Par exemple, pour interroger des informations sur les étudiants dont l'âge est supérieur à 20 ans et inférieur à 20 ans dans la table des étudiants, vous pouvez utiliser l'instruction SQL suivante :

SELECT * FROM students WHERE age > 20 UNION SELECT * FROM students WHERE age < 20;

Notes

N'abusez pas des index et évitez de créer des index redondants, sinon cela entraîner une dégradation des performances et un gaspillage d’espace de stockage.

Pour les tables fréquemment mises à jour, vous pouvez envisager de réduire l'utilisation de l'index pour améliorer les performances de mise à jour.

Pour les tables volumineuses et les requêtes complexes, vous pouvez utiliser les outils d'analyse des performances fournis par MySQL, tels que la commande EXPLAIN, MySQL Workbench, Percona Toolkit, etc., pour optimiser les performances des requêtes.

Conseils d'optimisation des index

1. Déterminez les colonnes qui doivent être indexées : Généralement, les index doivent être créés sur les colonnes fréquemment utilisées pour les requêtes, les jointures, le tri ou le regroupement. Les index ne doivent pas être utilisés sur des colonnes rarement interrogées ou utilisées, sinon ils gaspilleraient de l'espace et réduiraient les performances.

2. Évitez de créer des index redondants : les index redondants font référence à la création de plusieurs index sur la même colonne ou sous-ensemble de colonnes. Les index redondants gaspillent de l'espace de stockage, réduisent les performances d'écriture et augmentent les analyses d'index redondantes pendant les requêtes, ce qui entraîne une réduction des performances des requêtes.

3. Utiliser l'index de préfixe : L'index de préfixe signifie créer un index sur une partie seulement de la colonne. Les index de préfixe peuvent réduire la taille de l'index, améliorer les performances des requêtes et l'utilisation de l'espace de stockage.

4. Envisagez d'utiliser un index conjoint : Un index conjoint fait référence à la création d'un index sur plusieurs colonnes en même temps. Les index unions peuvent améliorer les performances des requêtes et l’efficacité de la couverture des requêtes d’index. Cependant, les index conjoints peuvent également présenter certaines limitations, telles que l'impossibilité d'utiliser une partie de l'index ou la nécessité d'effectuer des requêtes dans l'ordre des index.

5. Assurez-vous que l'ordre des colonnes d'index est correct : lors de la création d'un index conjoint, vous devez vous assurer que l'ordre des colonnes d'index est correct. Si l'ordre des colonnes d'index est incorrect, l'index risque de ne pas être utilisable ou les performances des requêtes peuvent être dégradées.

6. Assurez-vous que le type de données de la colonne d'index correspond : Le type de données de la colonne d'index doit correspondre au type de données de la condition de requête. Si les types de données ne correspondent pas, l'index risque de ne pas être utilisé ou les performances des requêtes peuvent diminuer.

7. Évitez d'effectuer des opérations de fonction sur les colonnes d'index : L'exécution d'opérations de fonction sur les colonnes d'index entraînera l'impossibilité d'utiliser l'index. Si vous devez effectuer des opérations fonctionnelles sur des colonnes indexées, vous pouvez envisager d'utiliser des colonnes calculées au lieu d'opérations fonctionnelles lors des requêtes, ou utiliser d'autres types d'index tels que des index de recherche en texte intégral.

8. Optimisez régulièrement l'index : L'optimisation régulière de l'index peut améliorer les performances des requêtes et réduire l'utilisation de l'espace de stockage. Par exemple, vous pouvez utiliser la commande OPTIMIZE TABLE pour optimiser la table ou utiliser les outils d'analyse des performances fournis par MySQL pour identifier et optimiser les index.

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