mysql——索引，一篇说清！

直观感受——数据准备

建表与插入数据

CREATE TABLE `user` (
  `uid` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(50) DEFAULT NULL,
  `pwd` varchar(50) DEFAULT NULL,
  `create_time` datetime DEFAULT NULL,
  `modify_time` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
  `rids` varchar(15) DEFAULT NULL,
  `nickname` varchar(45) DEFAULT NULL,
  `company` varchar(15) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`uid`),
  UNIQUE KEY `name_UNIQUE` (`name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8

INSERT INTO `monitor`.`user`(`uid`, `name`, `pwd`, `create_time`, `modify_time`, `rids`, `nickname`, `company`) VALUES (1, 'rocker', 'rocker', NULL, '2019-10-08 11:05:02', '1', 'rocker', 'rocker');
INSERT INTO `monitor`.`user`(`uid`, `name`, `pwd`, `create_time`, `modify_time`, `rids`, `nickname`, `company`) VALUES (2, 'danny', 'danny', NULL, '2019-10-08 11:31:36', '2', 'rocker', 'danny');
INSERT INTO `monitor`.`user`(`uid`, `name`, `pwd`, `create_time`, `modify_time`, `rids`, `nickname`, `company`) VALUES (3, 'tom', 'tom', NULL, '2019-10-08 11:31:39', '1', 'tom', 'rocker');
INSERT INTO `monitor`.`user`(`uid`, `name`, `pwd`, `create_time`, `modify_time`, `rids`, `nickname`, `company`) VALUES (4, 'messi', 'messi', NULL, '2019-10-08 11:31:21', '2', 'messi', 'messi');
INSERT INTO `monitor`.`user`(`uid`, `name`, `pwd`, `create_time`, `modify_time`, `rids`, `nickname`, `company`) VALUES (5, 'wenger', 'wenger', NULL, '2019-10-08 11:29:38', '1', 'wenger', 'rocker');
INSERT INTO `monitor`.`user`(`uid`, `name`, `pwd`, `create_time`, `modify_time`, `rids`, `nickname`, `company`) VALUES (6, 'henry', 'henry', NULL, '2019-10-08 11:30:46', '2', 'henry', 'henry');
INSERT INTO `monitor`.`user`(`uid`, `name`, `pwd`, `create_time`, `modify_time`, `rids`, `nickname`, `company`) VALUES (7, 'ronaldo', 'ronaldo', NULL, '2019-10-08 11:30:49', '1', 'ronaldo', 'ronaldo');
INSERT INTO `monitor`.`user`(`uid`, `name`, `pwd`, `create_time`, `modify_time`, `rids`, `nickname`, `company`) VALUES (8, 'kaka', 'kaka', NULL, '2019-10-08 11:29:45', '2', 'kaka', 'rocker');

explain介绍——分析select语句

名称	含义	其它
select_type		常用的有 SIMPLE 简单查询，UNION 联合查询，SUBQUERY 子查询等。
table	要查询的表
possible_keys	The possible indexes to choose可选择的索引
key	The index actually chosen	实际使用的索引
rows	Estimate of rows to be examined	扫描的行数
type	索引查询类型	经常用到的索引查询类型： const：使用主键或者唯一索引进行查询的时候只有一行匹配 在使用主键或者唯一索引进行查询的时候只有一行匹配。 ref：使用非唯一索引 eq_ref触发条件：在进行联接查询的，使用主键或者唯一索引并且只匹配到一行记录的时候 range：使用主键、单个字段的辅助索引、多个字段的辅助索引的最后一个字段进行范围查询 all：扫描全表 index：和all的区别是扫描的是索引树 system触发条件：表只有一行，这是一个 const type 的特殊情况。

分析——单独索引与组合索引

1.不加索引

首先在’nickname’和‘company’这俩字段不加索引的情况下执行一个查询语句，并分析

mysql> explain select * from user where nickname = 'rocker' and company = 'rocker';
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    8 |    12.50 | Using where |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

可以看到，没有走索引，总共查询了8条数据，而表中总共也是8条数据，相当于全表扫描了。

mysql> explain select * from user where company = 'rocker' or nickname = 'rocker';
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    8 |    23.44 | Using where |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

可以看到：不加任何索引的情况下，不管是and还是or，都是全表扫描，没有索引。

2.单独索引

给nickname和company分别加上索引，再执行and和or的sql查询

alter table user add index `idx_nickname` (`nickname`);
alter table user add index `idx_company` (`company`);

执行查询语句and

mysql> explain select * from user where nickname = 'rocker' and company = 'rocker';
+----+-------------+-------+------+--------------------------+--------------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys            | key          | key_len | ref   | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+--------------------------+--------------+---------+-------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | ref  | idx_nickname,idx_company | idx_nickname | 138     | const |    2 | Using where |
+----+-------------+-------+------+--------------------------+--------------+---------+-------+------+-------------+
1 row in set (0.05 sec)

执行查询语句or

mysql> explain select * from user where company = 'rocker' or nickname = 'rocker';
+----+-------------+-------+------+--------------------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys            | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+--------------------------+------+---------+------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | ALL  | idx_nickname,idx_company | NULL | NULL    | NULL |    8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+--------------------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

可以看到：

• 加上索引后and查询是可以走索引的，但是只有一个索引起作用，对于另一个索引字段还是要进行遍历，而且and查询会根据关联性高(符合该条件的行数少)选择具体走哪个索引
• or查询不走索引

3.组合索引

删除原先的单独索引，新增组合索引

alter table user drop index `idx_nickname`
alter table user drop index `idx_company`
alter table user add index `idx_composition` (`nickname`,`company`);

执行查询语句and

mysql> explain select * from user where nickname = 'rocker' and company = 'rocker';
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys   | key             | key_len | ref         | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | ref  | idx_composition | idx_composition | 186     | const,const |    1 | Using where |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

执行查询语句or

mysql> explain select * from user where company = 'rocker' or nickname = 'rocker';
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys   | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | ALL  | idx_composition | NULL | NULL    | NULL |    8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

可以看到：加上组合索引后，组合索引起作用，只需查询一条符合结果的数据，效率要比单独索引高，

但是复合索引对于or查询不起作用

4.组合索引查询单个索引列

对于组合索引为(nickname,company)这个顺序的情况

alter table user drop index `idx_composition`;
alter table user add index `idx_composition` (`nickname`,`company`);

mysql> explain select * from user where nickname = 'rocker';
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys   | key             | key_len | ref   | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | ref  | idx_composition | idx_composition | 138     | const |    2 | Using where |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> explain select * from user where company = 'rocker';
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

可以看到：组合索引中nickname在前时，单独查询nickname会走索引，单独查询compamy不会走索引

对于组合索引为(company,nickname)这个顺序的情况

alter table user drop index `idx_composition`;
alter table user add index `idx_composition` (`company`,`nickname`);

mysql> explain select * from user where nickname = 'rocker';
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> explain select * from user where company = 'rocker';
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys   | key             | key_len | ref   | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user  | ref  | idx_composition | idx_composition | 48      | const |    2 | Using where |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

可以看到：组合索引中compamy在前时，单独查询compamy会走索引，单独查询nickname不会走索引

如果组合索引是(A,B)，则对于条件A=a，是可以用上这个组合索引的，因为组合索引是先按照第一列进行排序的，所以没必要对A单独建立一个索引，但是对于B=b就用不上了，因为只有在第一列相同的情况下，才比较第二列，因而第二列相同的，可以分布在不同的节点上，没办法快速定位

索引的优点

• 大大减少了服务器需要扫描的数据行数。

• 帮助服务器避免进行排序和分组，以及避免创建临时表（B+Tree 索引是有序的，可以用于 ORDER BY 和 GROUP BY 操作。临时表主要是在排序和分组过程中创建，不需要排序和分组，也就不需要创建临时表）。

• 将随机 I/O 变为顺序 I/O（B+Tree 索引是有序的，会将相邻的数据都存储在一起）。

底层原理：B、B+、红黑树、AVL树的对比

看另外一篇博客

MySQL 索引类型

索引是在存储引擎层实现的，而不是在服务器层实现的，所以不同存储引擎具有不同的索引类型和实现。

B+ Tree 索引

是大多数 MySQL 存储引擎的默认索引类型。

因为不再需要进行全表扫描，只需要对树进行搜索即可，所以查找速度快很多。

因为 B+ Tree 的有序性，所以除了用于查找，还可以用于排序和分组。

可以指定多个列作为索引列，多个索引列共同组成键。

适用于全键值、键值范围和键前缀查找，其中键前缀查找只适用于最左前缀查找。如果不是按照索引列的顺序进行查找，则无法使用索引。

InnoDB 的 B+Tree 索引分为主索引和辅助索引。主索引的叶子节点 data 域记录着完整的数据记录，这种索引方式被称为聚簇索引。因为无法把数据行存放在两个不同的地方，所以一个表只能有一个聚簇索引。

辅助索引的叶子节点的 data 域记录着主键的值，因此在使用辅助索引进行查找时，需要先查找到主键值，然后再到主索引中进行查找，这个过程也被称作回表。

哈希索引

哈希索引能以 O(1) 时间进行查找，但是失去了有序性：

无法用于排序与分组；
只支持精确查找，无法用于部分查找和范围查找。
InnoDB 存储引擎有一个特殊的功能叫“自适应哈希索引”，当某个索引值被使用的非常频繁时，会在 B+Tree 索引之上再创建一个哈希索引，这样就让 B+Tree 索引具有哈希索引的一些优点，比如快速的哈希查找。

全文索引

MyISAM 存储引擎支持全文索引，用于查找文本中的关键词，而不是直接比较是否相等。

查找条件使用 MATCH AGAINST，而不是普通的 WHERE。

全文索引使用倒排索引实现，它记录着关键词到其所在文档的映射。

InnoDB 存储引擎在 MySQL 5.6.4 版本中也开始支持全文索引。

空间数据索引

MyISAM 存储引擎支持空间数据索引（R-Tree），可以用于地理数据存储。空间数据索引会从所有维度来索引数据，可以有效地使用任意维度来进行组合查询。

必须使用 GIS 相关的函数来维护数据。

索引优化

• 独立的列
  在进行查询时，索引列不能是表达式的一部分，也不能是函数的参数，否则无法使用索引。
  例如下面的查询不能使用 actor_id 列的索引：
  SELECT actor_id FROM sakila.actor WHERE actor_id + 1 = 5;
• 多列索引
  在需要使用多个列作为条件进行查询时，使用多列索引比使用多个单列索引性能更好。例如下面的语句中，最好把 actor_id 和 film_id 设置为多列索引。
  SELECT film_id, actor_ id FROM sakila.film_actor
  WHERE actor_id = 1 AND film_id = 1;
• 索引列的顺序
  让选择性最强的索引列放在前面。
  索引的选择性是指：不重复的索引值和记录总数的比值。最大值为 1，此时每个记录都有唯一的索引与其对应。选择性越高，每个记录的区分度越高，查询效率也越高。
  例如下面显示的结果中 customer_id 的选择性比 staff_id 更高，因此最好把 customer_id 列放在多列索引的前面。

SELECT COUNT(DISTINCT staff_id)/COUNT(*) AS staff_id_selectivity,
COUNT(DISTINCT customer_id)/COUNT(*) AS customer_id_selectivity,
COUNT(*)
FROM payment;
   staff_id_selectivity: 0.0001
customer_id_selectivity: 0.0373
               COUNT(*): 16049

• 前缀索引
  对于 BLOB、TEXT 和 VARCHAR 类型的列，必须使用前缀索引，只索引开始的部分字符。
  前缀长度的选取需要根据索引选择性来确定。

• 覆盖索引
  索引包含所有需要查询的字段的值。
  具有以下优点：
  索引通常远小于数据行的大小，只读取索引能大大减少数据访问量。
  一些存储引擎（例如 MyISAM）在内存中只缓存索引，而数据依赖于操作系统来缓存。因此，只访问索引可以不使用系统调用（通常比较费时）。
  对于 InnoDB 引擎，若辅助索引能够覆盖查询，则无需访问主索引。

索引的使用条件

对于非常小的表、大部分情况下简单的全表扫描比建立索引更高效；

对于中到大型的表，索引就非常有效；

但是对于特大型的表，建立和维护索引的代价将会随之增长。这种情况下，需要用到一种技术可以直接区分出需要查询的一组数据，而不是一条记录一条记录地匹配，例如可以使用分区技术。

为什么对于非常小的表，大部分情况下简单的全表扫描比建立索引更高效？

如果一个表比较小，那么显然直接遍历表比走索引要快（因为需要回表）。

注：首先，要注意这个答案隐含的条件是查询的数据不是索引的构成部分，否也不需要回表操作。其次，查询条件也不是主键，否则可以直接从聚簇索引中拿到数据。

其他——order_by本质也属于查询！也要加索引（联合索引）

主键索引为什么推荐id自增

1）如果我们定义了主键(PRIMARY KEY)，那么 InnoDB 会选择主键作为聚集索引。

2）如果没有显式定义主键，则 InnoDB 会选择第一个不包含有 NULL 值的唯一索 引作为主键索引。

3）如果也没有这样的唯一索引，则 InnoDB 会选择内置 6 字节长的 ROWID 作为隐藏的聚集索引，它会随着行记录的写入而主键递增。

作者：javacoo
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来源：简书
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