資料庫查詢最佳化——Mysql索引

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工作一年了，也是第一次使用Mysql的索引。添加了索引之後的速度的提升，讓我驚歎不已。隔壁的老員工看到我的大驚小怪，平淡地回了一句“那肯定啊”。

對於任何DBMS，索引都是進行最佳化的最主要的因素。對於少量的資料，沒有合適的索引影響不是很大，但是，當隨著資料量的增加，效能會急劇下降。

小寶鴿試了一下，2.5萬資料單表中，無索引：200ms-700ms，添加索引後10ms-15ms，使用redis緩衝1ms-7ms，如果資料量更大的時候，索引效果將會更加明顯。更甚者，多表查詢。

索引原理

1、除了詞典，生活中隨處可見索引的例子，如火車站的車次表、圖書的目錄等。它們的原理都是一樣的，通過不斷的縮小想要獲得資料的範圍來篩選出最終想要的結果，同時把隨機的事件變成順序的事件，也就是我們總是通過同一種尋找方式來鎖定資料。

資料庫也是一樣，但顯然要複雜許多，因為不僅面臨著等值查詢，還有範圍查詢(>、<、between、in)、模糊查詢(like)、並集查詢(or)等等。資料庫應該選擇怎麼樣的方式來應對所有的問題呢？我們回想字典的例子，能不能把資料分成段，然後分段查詢呢？最簡單的如果1000條資料，1到100分成第一段，101到200分成第二段，201到300分成第三段……這樣查第250條資料，只要找第三段就可以了，一下子去除了90%的無效資料。但如果是1千萬的記錄呢，分成幾段比較好？稍有演算法基礎的同學會想到搜尋樹，其平均複雜度是lgN，具有不錯的查詢效能。但這裡我們忽略了一個關鍵的問題，複雜度模型是基於每次相同的操作成本來考慮的，資料庫實現比較複雜，資料儲存在磁碟上，而為了提高效能，每次又可以把部分資料讀入記憶體來計算，因為我們知道訪問磁碟的成本大概是訪問記憶體的十萬倍左右，所以簡單的搜尋樹難以滿足複雜的應用情境。

2、另外，比如學生資訊表，新增學生姓名索引，索引是在name上排序的。現在，當尋找某個學生資訊時，就不需要逐行搜尋全表，可以利用索引進行有序尋找（如二分尋找法），並快速定位到匹配的值，以節省大量搜尋時間。

3、是當資料量非常大，查詢涉及多個表時，使用索引往往能使查詢速度加快成千上萬倍。
例如，有3個未索引的表t1、t2、t3，分別只包含列c1、c2、c3，每個表分別含有1000行資料群組成，指為1～1000的數值，尋找對應值相等行的查詢如下所示。

SELECT c1,c2,c3 FROM t1,t2,t3 WHERE c1=c2 AND c1=c3

此查詢結果應該為1000行，每行包含3個相等的值。在無索引的情況下處理此查詢，必須尋找3個表所有的組合，以便得出與WHERE子句相配的那些行。而可能的組合數目為1000×1000×1000（十億），顯然查詢將會非常慢。

如果對每個表進行索引，就能極大地加速查詢進程。利用索引的查詢處理如下。

（1）從表t1中選擇第一行，查看此行所包含的資料。

（2）使用表t2上的索引，直接定位t2中與t1的值匹配的行。類似，利用表t3上的索引，直接定位t3中與來自t1的值匹配的行。

（3）掃描表t1的下一行並重複前面的過程，直到遍曆t1中所有的行。

在此情形下，仍然對錶t1執行了一個完全掃描，但能夠在表t2和t3上進行索引尋找直接取出這些表中的行，比未用索引時要快一百萬倍。

利用索引，MySQL加速了WHERE子句滿足條件行的搜尋，而在多表串連查詢時，在執行串連時加快了與其他表中的行匹配的速度。

索引的類型

MySQL的索引包括普通索引、唯一性索引、全文索引、單列索引、多列索引和空間索引等。

1．普通索引

在建立普通索引時，不附加任何限制條件。這類索引可以建立在任何資料類型中，其值是否唯一和非空由欄位本身的完整性條件約束條件決定。建立索引以後，查詢時可以通過索引進行查詢。例如，在student表的stu_id欄位上建立一個普通索引。查詢記錄時，就可以根據該索引進行查詢。

2．唯一性索引

使用UNIQUE參數可以設定索引為唯一性索引。在建立唯一性索引時，限制該索引的值必須是唯一的。例如，在student表的stu_name欄位中建立唯一性索引，那麼stu_name欄位的值就必需是唯一的。通過唯一性索引，可以更快速地確定某條記錄。主鍵就是一種特殊唯一性索引。

3．全文索引

使用FULLTEXT參數可以設定索引為全文索引。全文索引只能建立在CHAR、VARCHAR或TEXT類型的欄位上。查詢資料量較大的字串類型的欄位時，使用全文索引可以提高查詢速度。例如，student表的information欄位是TEXT類型，該欄位包含了很多的文字資訊。在information欄位上建立全文索引後，可以提高查詢information欄位的速度。MySQL資料庫從3.23.23版開始支援全文索引，但只有MyISAM儲存引擎支援全文檢索索引。在預設情況下，全文索引的搜尋執行方式不區分大小寫。但索引的列使用二進位排序後，可以執行區分大小寫全文索引。

4．單列索引

在表中的單個欄位上建立索引。單列索引只根據該欄位進行索引。單列索引可以是普通索引，也可以是唯一性索引，還可以是全文索引。只要保證該索引只對應一個欄位 即可。

5．多列索引

多列索引是在表的多個欄位上建立一個索引。該索引指向建立時對應的多個欄位，可以通過這幾個欄位進行查詢。但是，只有查詢條件中使用了這些欄位中第一個欄位時，索引才會被使用。例如，在表中的id、name和sex欄位上建立一個多列索引，那麼，只有查詢條件使用了id欄位時該索引才會被使用。

6．空間索引

使用SPATIAL參數可以設定索引為空白間索引。空間索引只能建立在空間資料類型上，這樣可以提高系統擷取空間資料的效率。MySQL中的空間資料類型包括GEOMETRY和POINT、LINESTRING和POLYGON等。目前只有MyISAM儲存引擎支援空間檢索，而且索引的欄位不可為空值。對於初學者來說，這類索引很少會用到。

索引的操作

1.添加PRIMARY KEY（主鍵索引）

mysql>ALTER TABLE `table_name` ADD PRIMARY KEY ( `column` ) 

2.添加UNIQUE(唯一索引)

mysql>ALTER TABLE `table_name` ADD UNIQUE ( `column` ) 

3.添加INDEX(普通索引)

mysql>ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name ( `column` ) 

4.添加FULLTEXT(全文索引)

mysql>ALTER TABLE `table_name` ADD FULLTEXT ( `column`) 

5.添加多列索引

mysql>ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name ( `column1`, `column2`, `column3` )

建立索引

在執行CREATE TABLE語句時可以建立索引，也可以單獨用CREATE INDEX或ALTER TABLE來為表增加索引。

1．ALTER TABLE

ALTER TABLE用來建立普通索引、UNIQUE索引或PRIMARY KEY索引。

ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name (column_list)ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE (column_list)ALTER TABLE table_name ADD PRIMARY KEY (column_list)

其中table_name是要增加索引的表名，column_list指出對哪些列進行索引，多列時各列之間用逗號分隔。索引名index_name可選，預設時，MySQL將根據第一個索引列賦一個名稱。另外，ALTER TABLE允許在單個語句中更改多個表，因此可以在同時建立多個索引。

2．CREATE INDEX

CREATE INDEX可對錶增加普通索引或UNIQUE索引。

CREATE INDEX index_name ON table_name (column_list)CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name (column_list)

table_name、index_name和column_list具有與ALTER TABLE語句中相同的含義，索引名不可選。另外，不能用CREATE INDEX語句建立PRIMARY KEY索引。

3．索引類型

在建立索引時，可以規定索引能否包含重複值。如果不包含，則索引應該建立為PRIMARY KEY或UNIQUE索引。對於單列惟一性索引，這保證單列不包含重複的值。對於多列惟一性索引，保證多個值的組合不重複。
PRIMARY KEY索引和UNIQUE索引非常類似。事實上，PRIMARY KEY索引僅是一個具有名稱PRIMARY的UNIQUE索引。這表示一個表只能包含一個PRIMARY KEY，因為一個表中不可能具有兩個同名的索引。

下面的SQL語句對students表在sid上添加PRIMARY KEY索引。

ALTER TABLE students ADD PRIMARY KEY (sid)

刪除索引

可利用ALTER TABLE或DROP INDEX語句來刪除索引。類似於CREATE INDEX語句，DROP INDEX可以在ALTER TABLE內部作為一條語句處理，文法如下。

DROP INDEX index_name ON talbe_nameALTER TABLE table_name DROP INDEX index_nameALTER TABLE table_name DROP PRIMARY KEY

其中，前兩條語句是等價的，刪除掉table_name中的索引index_name。

第3條語句只在刪除PRIMARY KEY索引時使用，因為一個表只可能有一個PRIMARY KEY索引，因此不需要指定索引名。如果沒有建立PRIMARY KEY索引，但表具有一個或多個UNIQUE索引，則MySQL將刪除第一個UNIQUE索引。

如果從表中刪除了某列，則索引會受到影響。對於多列組合的索引，如果刪除其中的某列，則該列也會從索引中刪除。如果刪除群組成索引的所有列，則整個索引將被刪除。

註：一般資料庫預設都會為主鍵產生索引

參考文章：
http://blog.csdn.net/yuanzhuohang/article/details/6497021
http://www.cnblogs.com/hustcat/archive/2009/10/28/1591648.html
http://edu.cnzz.cn/201305/88671f51.shtml

資料庫查詢最佳化——Mysql索引