MySQL索引的设计和使用

1、索引的概述

所有 MySQL 列类型都可以被索引,对相关列使用索引是提高 SELECT 操作性能的最佳途径。根据存储引擎可以定义每个表的最大索引数和最大索引长度,每种存储引擎(如 MyISAM、InnoDB、BDB、MEMORY 等)对每个表至少支持 16 个索引,总索引长度至少为 256 字节。大多数存储引擎有更高的限制。

MyISAM 和 InnoDB 存储引擎的表默认创建的都是 BTREE 索引。MySQL 目前还不支持函数索引,但是支持前缀索引,即对索引字段的前 N 个字符创建索引。前缀索引的长度跟存储引擎相关,对于 MyISAM 存储引擎的表,索引的前缀长度可以达到 1000 字节长,而对于InnoDB 存储引擎的表,索引的前缀长度最长是 767 字节。请注意前缀的限制应以字节为单位进行测量,而 CREATE TABLE 语句中的前缀长度解释为字符数。在为使用多字节字符集的列指定前缀长度时一定要加以考虑。

MySQL 中还支持全文本(FULLTEXT)索引,该索引可以用于全文搜索。但是当前最新版本中(5.0)只有 MyISAM 存储引擎支持 FULLTEXT 索引,并且只限于 CHAR、VARCHAR 和 TEXT列。索引总是对整个列进行的,不支持局部(前缀)索引。

也可以为空间列类型创建索引,但是只有 MyISAM 存储引擎支持空间类型索引,且索引的字段必须是非空的。

默认情况下,MEMORY 存储引擎使用 HASH 索引,但也支持 BTREE 索引。索引在创建表的时候可以同时创建,也可以随时增加新的索引。

创建新索引的语法为:

CREATE [UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL] INDEX index_name
    [USING index_type]
    ON tbl_name (index_col_name,...)
index_col_name:
    col_name [(length)] [ASC | DESC]

也可以使用 ALTER TABLE 的语法来增加索引,语法可 CREATE INDEX 类似,可以查询帮助
获得详细的语法,这里不再复述。
例如,要为 city 表创建了 10 个字节的前缀索引,语法是:

mysql> create index cityname on city (city(10));
    Query OK, 600 rows affected (0.26 sec)
    Records: 600 Duplicates: 0 Warnings: 0

如果以 city 为条件进行查询,可以发现索引 cityname 被使用:

mysql> explain select * from city where city = 'BEIJING' \G
*************************** 1. row ***************************
    id: 1
    select_type: SIMPLE
    table: city
    type: ref
    possible_keys: cityname
    key: cityname
    key_len: 32
    ref: const
    rows: 1
    Extra: Using where

索引的删除语法为:
           DROP INDEX index_name ON tbl_name
例如,想要删除 city 表上的索引 cityname,可以操作如下:

mysql> drop index cityname on city;
    Query OK, 600 rows affected (0.23 sec)
    Records: 600 Duplicates: 0 Warnings: 0

2、设计索引的原则

索引的设计可以遵循一些已有的原则,创建索引的时候请尽量考虑符合这些原则,便于
提升索引的使用效率,更高效地使用索引。
1、搜索的索引列,不一定是所要选择的列。

换句话说,最适合索引的列是出现在 WHERE子句中的列,或连接子句中指定的列,而不是出现在 SELECT 关键字后的选择列表中的列。
2、使用惟一索引。

考虑某列中值的分布。索引的列的基数越大,索引的效果越好。例如,存放出生日期的列具有不同值,很容易区分各行。而用来记录性别的列,只含有“ M”和“F”,则对此列进行索引没有多大用处,因为不管搜索哪个值,都会得出大约一半的行。
3、使用短索引。

如果对字符串列进行索引,应该指定一个前缀长度,只要有可能就应该这样做。例如,如果有一个 CHAR(200)列,如果在前 10 个或 20 个字符内,多数值是惟一的,那么就不要对整个列进行索引。对前10个或20个字符进行索引能够节省大量索引空间,也可能会使查询更快。较小的索引涉及的磁盘 IO 较少,较短的值比较起来更快。更为重要的是,对于较短的键值,索引高速缓存中的块能容纳更多的键值,因此,MySQL 也可以在内存中容纳更多的值。这样就增加了找到行而不用读取索引中较多块的可能性。
4、利用最左前缀。

在创建一个n列的索引时,实际是创建了MySQL可利用的n个索引。多列索引可起几个索引的作用,因为可利用索引中最左边的列集来匹配行。这样的列集称为最左前缀。
5、不要过度索引。

不要以为索引“越多越好”,什么东西都用索引是错误的。每个额外的索引都要占用额外的磁盘空间,并降低写操作的性能。在修改表的内容时,索引必须进行更新,有时可能需要重构,因此,索引越多,所花的时间越长。如果有一个索引很少利用或从不使用,那么会不必要地减缓表的修改速度。此外,MySQL 在生成一个执行计划时,要考虑各个索引,这也要花费时间。创建多余的索引给查询优化带来了更多的工作。索引太多,也可能会使 MySQL 选择不到所要使用的最好索引。只保持所需的索引有利于查询优化。
6、对于 InnoDB 存储引擎的表,记录默认会按照一定的顺序保存,如果有明确定义的主键,则按照主键顺序保存。如果没有主键,但是有唯一索引,那么就是按照唯一索引的顺序保存。如果既没有主键又没有唯一索引,那么表中会自动生成一个内部列,按照这个列的顺序保存。按照主键或者内部列进行的访问是最快的,所以 InnoDB 表尽量自己指定主键,当表中同时有几个列都是唯一的,都可以作为主键的时候,要选择最常作为访问条件的列作为主键,提高查询的效率。另外,还需要注意,InnoDB 表的普通索引都会保存主键的键值,所以主键要尽可能选择较短的数据类型,可以有效地减少索引的磁盘占用,提高索引的缓存效果。

3、小结

索引用于快速找出在某个列中有一特定值的行。如果不使用索引,MySQL 必须从第 1条记录开始然后读完整个表直到找出相关的行。表越大,花费的时间越多。如果表中查询的列有一个索引,MySQL 能快速到达一个位置去搜寻数据文件的中间,没有必要看所有数据。如果一个表有 1000 行,这比顺序读取至少快 100 倍。注意如果需要访问大部分行,顺序读取要快得多,因为此时应避免磁盘搜索。
          大多数 MySQL 索引(如 PRIMARY KEY、UNIQUE、INDEX 和 FULLTEXT 等)在 BTREE 中存储。只是空间列类型的索引使用 RTREE,并且 MEMORY 表还支持 HASH 索引。

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