MySQL優化及索引的方法

索引簡單介紹

索引的本質：

• MySQL索引或說其他關係型資料庫的索引的本質就只有一句話，以空間換時間。

索引的作用：

• #索引關係型資料庫為了加速對資料表中的行資料擷取（磁碟儲存的)資料結構

索引的分類

資料結構上面的分類：

• HASH 索引

• 等值符合效率高

• #不支援範圍查找

• 樹狀索引

• 二元樹，遞迴二分查找法，左小右大

• 平衡二元樹，二元樹到平衡二元樹，主要原因是左旋右旋

• 缺點1，IO次數過多

• 缺點2，IO利用率不高，IO飽和度

• 多路平衡找出樹（B-Tree）

• 特點，大大的減少了樹的高度

• B 樹

• #特點，採用左閉合的比較方式

• 根節點支節點沒有資料區，只有葉子結點才包含資料區（說白了就是即便在根節點和子節點已經定位到，因為沒有資料區的原因也不會停留，會一直找到葉子結點為止。）

當我們搜尋13這條資料時，在根節點和子節點都能定位，但一直會找到葉子結點。

二元樹平衡二元樹，B樹對比:

如圖顯示如果是自增主鍵情況下：

二元樹顯然不適合做關係型資料庫索引（和全表掃描沒什麼差別）。

平衡二元樹呢，雖然解決了這種情況，但是同樣會導致這棵樹，又瘦又高，這同樣會造成上文所提到查詢IO次數過多以及IO利用率不高。

B樹呢，顯然已經解決了這兩個問題，所以下文來解釋，為什麼在這種情況下MySQL還用了B 樹，又做了那些增強。

B樹與B 樹比較:

B樹在B樹上面的最佳化:

IO效率更高（B樹每個節點都會保留資料區，而B 樹則不會，假設我們查詢一條資料要遍歷三層，那麼顯然B 樹查詢中IO消耗更小）

範圍查找效率更高（如圖，B 樹已經形成了一個天然鍊錶形式，只需要根據最結尾的鍊式結構查找）

基於索引的資料掃描效率更高。

索引類型的分類

索引類型可分為兩類:

• #主鍵索引

• #輔佐索引(二級索引)

• 唯一性索引

• 複合索引

• #普通索引

• 覆蓋索引

#雖然主鍵索引效能相對最佳，但通常在SQL最佳化中，我們會在輔助索引上進行改進和補充。

B 樹在儲存引擎層級落地

• 我們建立兩個表分別為test_innodb（採用InnoDB作為儲存引擎）test_myisam （採用MyISAM作為儲存引擎）下圖是兩張表格磁碟落地的相關文件，這兩個儲存引擎在B 樹磁碟落地式截然不同的。

B 樹在MyISAM落地：

• ##*.frm檔是表格骨架檔案例如這個表中的id字段name欄位是什麼類型的儲存在這裡

• *.MYD（D=data）則儲存資料

• *.MYI （I=index）則儲存索引

• #例如現在執行如下sql語句，那麼在MyISAM中他就是先在test_myisam.MYI中查找到103然後拿到0x194281這個位址然後再去test_myisam.MYD中找到這個資料回傳。

SELECT id,name from test_myisam where id =103

• 如果test_myisam表中，id为主键索引，name也是一个索引，那么在test_myisam.MYI中则会有两个平级的B+树，这也导致MyISAM引擎中主键索引和二级索引是没有主次之分的，是平级关系。因为这种机制在MyISAM引擎中，有可能使用多个索引，在InnoDB中则不会出现这种情况。

B+树在InnoDB落地：

• InnoDB不像MyISAM来独立一个MYD 文件来存储数据，它的数据直接存储在叶子结点关键字对应的数据区在这保存这一个id列所有行的详细记录。

• InnoDB 主键索引和辅助索引关系

我们现在执行如下SQL语句,他会先去找辅助索引，然后找到辅助索引下101的主键，再去回表（二次扫描）根据主键索引查询103这条数据将其返回。

SELECT id,name from test_myisam where name ='zhangsan'

这里就有一个问题了，为什么不像MyISAM在辅助索引下直接记录磁盘地址，而是要多此一举再去回表扫描主键索引，这个问题在下面相关面试题中回答，记一下这个问题是这里来的。

相关面试题

• 为什么MySQL选择B+树作为索引结构

这个就不说了，上文应该讲清楚了。

• B+树在MyISAM和InnoDB落地区别。

这个可以总结一下，MyISAM落地数据储存会有三个类型文件 ，.frm文件是表骨架文件，.MYD（D=data）则储存数据 ，.MYI （I=index）则储存索引，MyISAM引擎中主键索引和二级索引平级关系，在MyISAM引擎中，有可能使用多个索引，InnoDB则相反，主键索引和二级索有严格的主次之分在InnoDB一条语句只能用一个索引要么不用。

• 如何判断一条sql语句是否使用了索引。

可以通过执行计划来判断 可以在sql语句前explain/ desc

set global optimizer_trace='enabled=on' 打开执行计划开关他将会把每一条查询sql执行计划记录在information_schema 库中OPTIMIZER_TRACE表中

• 为什么主键索引最好选择自增列？

自增列，数据插入时整个索引树是只有右边在增加的，相对来说索引树的变动更小。

• 为什么经常变动的列不建议使用索引？

和上一个问题原因一样，当一个索引经常发生变化，那么就意味这，这个缩印树也要经常发生变化。4

• 为什么说重复度高的列，不建议建立索引？

这个原因是因为离散性，比如说，一张一百万数据的表，其中一个字段代表性别，0代表男1代表女，把这字段加了索引，那么在索引树上，将会有大量的重复数据。而我们常见的索引建立一般都是驱动型的。其目的是，尽可能的删减数据的查询范围，这个显然是不匹配的。

• 什么是联合索引

联合索引是一个包含了多个功效的索引，他只是一个索引而不是多个，

其次，单列索引是一种特殊的联合索引

联合索引的创立要遵循最左前置原则（最常用列>离散度>占用空间小）

• 什么是覆盖索引

通过索引项信息可直接返回所需要查询的索引列，该索引被称之为覆盖索引，说白了就是不需要做回表操作，可以从二级索引中直接取到所需数据。

• 什么是ICP机制

索引下推，简单点来说就是，在sql执行过程中，面对where多条件过滤时，通过一个索引，完成数据搜索和过滤条件其，特点能减少io操作。

• 在InnoDB表中不可能没有主键对还是不对原因是什么？

首先这句话是对的，但是情况有三种:

• 就是在你手動明確指定這一個欄位為主鍵時候，會以這一個欄位為聚集索引。

• 在沒有明確指定主鍵時候有兩種情況：

• 他會尋找第一個UK（unique key）作為主鍵索引組織索引編排。

• 如果既沒有指定主鍵也沒有UK的情況下，此時會以rowId（在InnoDB表中每一個記錄都會有一個隱藏（6byte）的rowId）為聚集索引。

• 什麼是回表操作

#在InnoDB 中基於輔助索引查詢的內容，從輔助索引中無法直接取得，需要基於主鍵索引的二次掃描的操作叫做回表運算。

• 為什麼在InnoDB 中輔助索引葉子結點資料區記錄的是主鍵索引的值而不是像MyISAM中去記錄磁碟位址。

這個原因其實很簡單，因為主鍵索引的資料結構是會經常改變的，如果在輔助索引資料區記錄磁碟位址，那麼假設我們有10個輔助索引，當我們主鍵索引結構改變後，還要一個個去通知輔助索引，且主鍵索引結構是經常發生變化的，增刪都有可能影響他的
資料結構。

以上是MySQL優化及索引的方法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！