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MySQL優化--索引

編輯：MySQL綜合教程

MySQL優化--索引

一、什麼是索引？

索引用來快速地尋找那些具有特定值的記錄，所有MySQL索引都以B-樹的形式保存。如果沒有索引，執行查詢時MySQL必須從第一個記錄開始掃描整個表的所有記錄，直至找到符合要求的記錄。表裡面的記錄數量越多，這個操作的代價就越高。如果作為搜索條件的列上已經創建了索引，MySQL無需掃描任何記錄即可迅速得到目標記錄所在的位置。如果表有1000個記錄，通過索引查找記錄至少要比順序掃描記錄快100 倍。假設我們創建了一個名為people的表：

CREATE TABLE people ( peopleid SMALLINT NOT NULL, name CHAR(50) NOT NULL );

然後，我們把1000個不同name值插入到people表。下圖顯示了people表所在數據文件的一小部分：

可以看到，在數據文件中name列沒有任何明確的次序。如果我們創建了name列的索引，MySQL將在索引中排序name列：

解釋：
對於索引中的每一項，MySQL在內部為它保存一個數據文件中實際記錄所在位置的“指針”。因此，如果我們要查找name等於“Mike”記錄的peopleid（SQL命令為“SELECT peopleid FROM people WHERE name='Mike';”），MySQL能夠在name的索引中查找“Mike”值，然後直接轉到數據文件中相應的行，准確地返回該行的 peopleid（999）。在這個過程中，MySQL只需處理一個行就可以返回結果。如果沒有“name”列的索引，MySQL要掃描數據文件中的所有記錄，即1000個記錄！顯然，需要MySQL處理的記錄數量越少，則它完成任務的速度就越快。

二、索引類型

1、普通型索引 這是最基本的索引類型，而且它沒有唯一性之類的限制。普通索引可以通過以下幾種方式創建：（1）創建索引，例如CREATE INDEX 索引的名字 ON tablename (列名1，列名2,...); （2）修改表，例如ALTER TABLE tablename ADD INDEX 索引的名字 (列名1，列名2,...); （3）創建表的時候指定索引，例如CREATE TABLE tablename ( [...], INDEX 索引的名字 (列名1，列名 2,...) ); 2、唯一索引 這種索引和前面的“普通索引”基本相同，但有一個區別：索引列的所有值都只能出現一次，即必須唯一。唯一性索引可以用以下幾種方式創建：（1）創建索引，例如CREATE UNIQUE INDEX 索引的名字 ON tablename (列的列表); （2）修改表，例如ALTER TABLE tablename ADD UNIQUE 索引的名字 (列的列表); （3）創建表的時候指定索引，例如CREATE TABLE tablename ( [...], UNIQUE 索引的名字 (列的列表) ); 3、主鍵 主鍵是一種唯一性索引，但它必須指定為“PRIMARY KEY”。如果你曾經用過AUTO_INCREMENT類型的列，你可能已經熟悉主鍵之類的概念了。主鍵一般在創建表的時候指定，例如“CREATE TABLE tablename ( [...], PRIMARY KEY (列的列表) ); ”。但是，我們也可以通過修改表的方式加入主鍵，例如“ALTER TABLE tablename ADD PRIMARY KEY (列的列表); ”。每個表只能有一個主鍵。（主鍵相當於聚合索引，是查找最快的索引）

三、單列索引與多列索引

1，簡單介紹 索引可以是單列索引，也可以是多列索引。（1）單列索引就是常用的一個列字段的索引，常見的索引。（2）多列索引就是含有多個列字段的索引下面就詳細介紹下這兩者的區別假設有這樣一個people表：

CREATE TABLE people ( peopleid SMALLINT NOT NULL AUTO_INCREMENT, firstname CHAR(50) NOT NULL, lastname CHAR(50) NOT NULL, age SMALLINT NOT NULL, townid SMALLINT NOT NULL, PRIMARY KEY (peopleid) );

對應結構如下：

解釋：
這個數據片段中有四個名字為“Mikes”的人（其中兩個姓Sullivans，兩個姓McConnells），有兩個年齡為17歲的人，還有一個名字與眾不同的Joe Smith。這個表的主要用途是根據指定的用戶姓、名以及年齡返回相應的peopleid。例如，我們可能需要查找姓名為Mike Sullivan、年齡17歲用戶的peopleid（SQL命令為SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan' AND age=17;）。由於我們不想讓MySQL每次執行查詢就去掃描整個表，這裡需要考慮運用索引。
首先，我們可以考慮在單個列上創建索引，比如firstname、lastname或者age列。如果我們創建firstname列的索引（ALTER TABLE people ADD INDEX firstname (firstname);），MySQL將通過這個索引迅速把搜索范圍限制到那些firstname='Mike'的記錄，然後再在這個“中間結果集”上進行其他條件的搜索：它首先排除那些lastname不等於“Sullivan”的記錄，然後排除那些age不等於17的記錄。當記錄滿足所有搜索條件之後，MySQL就返回最終的搜索結果。
由於建立了firstname列的索引，與執行表的完全掃描相比，MySQL的效率提高了很多，但我們要求MySQL掃描的記錄數量仍舊遠遠超過了實際所需要的。雖然我們可以刪除firstname列上的索引，再創建lastname或者age列的索引，但總地看來，不論在哪個列上創建索引搜索效率仍舊相似。
為了提高搜索效率，我們需要考慮運用多列索引。如果為firstname、lastname和age這三個列創建一個多列索引，MySQL只需一次檢索就能夠找出正確的結果！下面是創建這個多列索引的SQL命令：

ALTER TABLE people ADD INDEX fname_lname_age (firstname,lastname,age);

由於索引文件以B-樹格式保存，MySQL能夠立即轉到合適的firstname，然後再轉到合適的lastname，最後轉到合適的age。在沒有掃描數據文件任何一個記錄的情況下，MySQL就正確地找出了搜索的目標記錄！
那麼，如果在firstname、lastname、age這三個列上分別創建單列索引，效果是否和創建一個firstname、lastname、age的多列索引一樣呢？答案是否定的，兩者完全不同。當我們執行查詢的時候，MySQL只能使用一個索引。如果你有三個單列的索引，MySQL會試圖選擇一個限制最嚴格的索引。但是，即使是限制最嚴格的單列索引，它的限制能力也肯定遠遠低於firstname、lastname、age這三個列上的多列索引。
2，最左前綴
多列索引還有另外一個優點，它通過稱為最左前綴（Leftmost Prefixing）的概念體現出來。繼續考慮前面的例子，現在我們有一個firstname、lastname、age列上的多列索引，我們稱這個索引為fname_lname_age。當搜索條件是以下各種列的組合時，MySQL將使用fname_lname_age索引： firstname，lastname，age firstname，lastname firstname

從另一方面理解，它相當於我們創建了(firstname，lastname，age)、(firstname，lastname)以及(firstname)這些列組合上的索引。下面這些查詢都能夠使用這個fname_lname_age索引：

SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan' AND age='17';
SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan';
SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike';

以下查詢不能夠使用這個fname_lname_age索引：

SELECT peopleid FROM people WHERE lastname='Sullivan';
SELECT peopleid FROM people WHERE age='17';
SELECT peopleid FROM people WHERE lastname='Sullivan' AND age='17';

總結：多列索引只有在where條件中含有索引中的首列字段時才有效。

四、選擇索引列

在性能優化過程中，選擇在哪些列上創建索引是最重要的步驟之一。可以考慮使用索引的主要有兩種類型的列：在WHERE子句中出現的列，在join子句中出現的列。請看下面這個查詢：

SELECT age ## 不使用索引
FROM people WHERE firstname='Mike' ## 考慮使用索引
AND lastname='Sullivan' ## 考慮使用索引

這個查詢與前面的查詢略有不同，但仍屬於簡單查詢。由於age是在SELECT部分被引用，MySQL不會用它來限制列選擇操作。因此，對於這個查詢來說，創建age列的索引沒有什麼必要。下面是一個更復雜的例子：

SELECT people.age, ##不使用索引
town.name ##不使用索引
FROM people LEFT JOIN town ON
people.townid=town.townid ##考慮使用索引
WHERE firstname='Mike' ##考慮使用索引
AND lastname='Sullivan' ##考慮使用索引

與前面的例子一樣，由於firstname和lastname出現在WHERE子句中，因此這兩個列仍舊有創建索引的必要。除此之外，由於town表的townid列出現在join子句中，因此我們需要考慮創建該列的索引。

那麼，我們是否可以簡單地認為應該索引WHERE子句和join子句中出現的每一個列呢？差不多如此，但並不完全。我們還必須考慮到對列進行比較的操作符類型。MySQL只有對以下操作符才使用索引：<，<=，=，>，>=，BETWEEN，IN，以及某些時候的LIKE。可以在LIKE操作中使用索引的情形是指另一個操作數不是以通配符（%或者_）開頭的情形。例如，“SELECT peopleid FROM people WHERE firstname LIKE 'Mich%';”這個查詢將使用索引，但“SELECT peopleid FROM people WHERE firstname LIKE '%ike';”這個查詢不會使用索引。

五、分析索引效率

現在我們已經知道了一些如何選擇索引列的知識，但還無法判斷哪一個最有效。MySQL提供了一個內建的SQL命令幫助我們完成這個任務，這就是EXPLAIN命令。EXPLAIN命令的一般語法是：EXPLAIN 。你可以在MySQL文檔找到有關該命令的更多說明。下面是一個例子：

EXPLAIN SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan' AND age='17';

這個命令將返回下面這種分析結果：

下面我們就來看看這個EXPLAIN分析結果的含義：

table：這是表的名字。 type：連接操作的類型。下面是MySQL文檔關於ref連接類型的說明：

“對於每一種與另一個表中記錄的組合，MySQL將從當前的表讀取所有帶有匹配索引值的記錄。如果連接操作只使用鍵的最左前綴，或者如果鍵不是UNIQUE或PRIMARY KEY類型（換句話說，如果連接操作不能根據鍵值選擇出唯一行），則MySQL使用ref連接類型。如果連接操作所用的鍵只匹配少量的記錄，則ref是一種好的連接類型。”

在本例中，由於索引不是UNIQUE類型，ref是我們能夠得到的最好連接類型。

如果EXPLAIN顯示連接類型是“ALL”，而且你並不想從表裡面選擇出大多數記錄，那麼MySQL的操作效率將非常低，因為它要掃描整個表。你可以加入更多的索引來解決這個問題。預知更多信息，請參見MySQL的手冊說明。
possible_keys：
可能可以利用的索引的名字。這裡的索引名字是創建索引時指定的索引昵稱；如果索引沒有昵稱，則默認顯示的是索引中第一個列的名字（在本例中，它是“firstname”）。默認索引名字的含義往往不是很明顯。
Key：
它顯示了MySQL實際使用的索引的名字。如果它為空（或NULL），則MySQL不使用索引。
key_len：
索引中被使用部分的長度，以字節計。在本例中，key_len是102，其中firstname占50字節，lastname占50字節，age占2字節。如果MySQL只使用索引中的firstname部分，則key_len將是50。
ref：
它顯示的是列的名字（或單詞“const”），MySQL將根據這些列來選擇行。在本例中，MySQL根據三個常量選擇行。
rows：
MySQL所認為的它在找到正確的結果之前必須掃描的記錄數。顯然，這裡最理想的數字就是1。
Extra：
這裡可能出現許多不同的選項，其中大多數將對查詢產生負面影響。在本例中，MySQL只是提醒我們它將用WHERE子句限制搜索結果集。