《MySQL高级篇》六、索引的创建与设计原则(四)

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,集群版 2核4GB 100GB
推荐场景:
搭建个人博客
云数据库 RDS MySQL,高可用版 2核4GB 50GB
简介: 《MySQL高级篇》六、索引的创建与设计原则

4、UPDATE、DELETE 的 WHERE 条件列


对数据按照某个条件进行查询后再进行 UPDATE 或 DELETE 的操作,如果对 WHERE 字段创建了索引,就能大幅提升效率。原理是因为我们需要先根据 WHERE 条件列检索出来这条记录,然后再对它进行更新或删除。 如果进行更新的时候,更新的字段是非索引字段,提升的效率会更明显,这是因为非索引字段更新不需要对索引进行维护

mysql> UPDATE student_info SET student_id = 10002
    ->  WHERE NAME = '462eed7ac6e791292a79';# 550ms
Query OK, 0 rows affected (0.55 sec)
Rows matched: 0  Changed: 0  Warnings: 0
mysql> ALTER TABLE student_info
    -> ADD INDEX idx_name(NAME);
Query OK, 0 rows affected (2.26 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql> UPDATE student_info SET student_id = 10002
    -> WHERE NAME = '462eed7ac6e791292a79';# 1ms
Query OK, 0 rows affected (0.001 sec)
Rows matched: 0  Changed: 0  Warnings: 0

5、DISTINCT 字段需要创建索引

有时候我们需要对某个字段进行去重,使用 DISTINCT,那么对这个字段创建索引,也会提升查询效率。


比如,我们想要查询课程表中不同的 student_id 都有哪些,如果我们没有对 student_id 创建索引,执行 SQL 语句:

SELECT DISTINCT(student_id) FROM `student_info`;


运行结果(600637 条记录,运行时间 0.683s )

如果我们对 student_id 创建索引,再执行 SQL 语句:

SELECT DISTINCT(student_id) FROM `student_info`;


运行结果(600637 条记录,运行时间0.010s

你能看到 SQL 查询效率有了提升,同时显示出来的 student_id 还是按照 递增的顺序 进行展示的。这是因为索引会对数据按照某种顺序进行排序,所以在去重的时候也会快很多。


6、多表 JOIN 连接操作时,创建索引注意事项

首先,连接表的数量尽量不要超过 3 张 ,因为每增加一张表就相当于增加了一次嵌套的循环,数量级增长会非常快(n ,n^2 , n^3…),严重影响查询的效率。


其次,对 WHERE 条件创建索引,因为 WHERE 才是对数据条件的过滤。如果在数据量非常大的情况下,没有 WHERE 条件过滤是非常可怕的。


🔊注意:对于用连接的字段创建索引,这些字段在多张表中的 类型必须一致 。比如 course_id 在student_info 表和 course 表中都为 int(11) 类型,而不能一个为 int 另一个为 varchar 类型。否则在查询时,虽然也会帮我们进行隐式的类型转换,转换时会使用函数,但会导致索引失效。索引失效情况在后续文章中还会给大家详细介绍,敬请期待。


举个例子,如果我们只对 student_id 创建索引,执行 SQL 语句,耗时0.21s


mysql> SELECT c.course_id, NAME, s.student_id, course_name
    -> FROM student_info s JOIN course c
    -> ON s.course_id = c.course_id
    -> WHERE NAME = 'WloNYD';
+-----------+--------+------------+-------------+
| course_id | NAME   | student_id | course_name |
+-----------+--------+------------+-------------+
|     10077 | WloNYD |      95666 | JfydVs      |
|     10077 | WloNYD |      95666 | nZkayq      |
|     10077 | WloNYD |      95666 | mTHDYg      |
|     10085 | wLonyD |      98444 | pZdpsR      |
+-----------+--------+------------+-------------+
4 rows in set (0.21 sec)

这时,我们对 name 创建索引,再执行上面的 SQL 语句,耗时 0.00s

mysql> ALTER TABLE student_info
    -> ADD INDEX idx_name(NAME);# 为name创建索引
Query OK, 0 rows affected (2.52 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql> SELECT c.course_id, name, s.student_id, course_name
    -> FROM student_info s JOIN course c
    -> ON s.course_id = c.course_id
    -> WHERE name = 'WloNYD';
+-----------+--------+------------+-------------+
| course_id | name   | student_id | course_name |
+-----------+--------+------------+-------------+
|     10077 | WloNYD |      95666 | mTHDYg      |
|     10077 | WloNYD |      95666 | nZkayq      |
|     10085 | wLonyD |      98444 | pZdpsR      |
|     10077 | WloNYD |      95666 | JfydVs      |
+-----------+--------+------------+-------------+
4 rows in set (0.00 sec)

7、使用列的类型小的创建索引

92c35d2df49c1abe5174dbe361a27ad8.png




8、使用字符串前缀创建索引


88ff2d7da15af43bbe49a462f0e32e6f.png


创建一张商户表,因为地址字段比较长,在地址字段上建立前缀索引

create table shop(address varchar(120) not null);
alter table shop add index(address(12));


问题是,截取多少呢?截取得多了,达不到节省索引存储空间的目的;截取得少了,重复内容太多,字段的散列度(选择性)会降低。 怎么计算不同的长度的选择性呢?


先看一下字段在全部数据中的选择度:


select count(distinct address) / count(*) from shop;

通过不同长度去计算,与全表的选择性对比:

公式:

count(distinct left(列名, 索引长度))/count(*)

例如:

select count(distinct left(address,10)) / count(*) as sub10, -- 截取前10个字符的选择度 
count(distinct left(address,15)) / count(*) as sub11, -- 截取前15个字符的选择度 
count(distinct left(address,20)) / count(*) as sub12, -- 截取前20个字符的选择度 
count(distinct left(address,25)) / count(*) as sub13 -- 截取前25个字符的选择度
from shop;

🎯 拓展:Alibaba《Java开发手册》

【 强制 】在 varchar 字段上建立索引时,必须指定索引长度,没必要对全字段建立索引,根据实际文本区分度决定索引长度。

说明:索引的长度与区分度是一对矛盾体,一般对字符串类型数据,长度为 20 的索引,区分度会 高达90% 以上 ,可以使用 count(distinct left(列名, 索引长度))/count(*)的区分度来确定。




9、区分度高(散列性高)的列适合作为索引


8b1db66243a8d1d65e1ab0db948eb102.png


10、使用最频繁的列放到联合索引的左侧

这样也可以较少的建立一些索引。同时,由于"最左前缀原则",可以增加联合索引的使用率。


11、在多个字段都要创建索引的情况下,联合索引优于单值索引

索引建立的多,维护的成本也高。


多个字段进行联合查询时,其实只使用到一个索引。如下,只用到了idx_sid索引

mysql> EXPLAIN SELECT student_id,COUNT(*) AS num FROM student_info
    -> GROUP BY student_id
    -> ORDER BY create_time DESC
    -> LIMIT 100;
  • 在建立联合索引的相关字段做查询时,联合索引都能生效,使用频率比较高。足够优化sql执行的速度了

3.3 限制索引的数目

在实际工作中,我们也需要注意平衡,索引的数目不是越多越好。我们需要限制每张表上的索引数量,建议单张表索引数量不超过6个。原因:


①每个索索引都需要占用磁盘空间,索引越多,需要的磁盘空间就越大。


②索引会影响INSERT、DELETE、 UPDATE等语句的性能,因为表中的数据更改的同时,索引也会进行调整和更新,会造成负担。


③优化器在选择如何优化查询时,会根据统一信息,对每一个可以用到的索引来进行评估,以生成出一个最好的执行计划,如果同时有很多个索引都可以用于查询,会增加MySQL优化器生成执行计划时间,降低查询性能。


解释:表中创建的索引过多,优化器在possible_keys中选择合适的key 时需要的成本也会更多。比如下面查询中possible_keys有两个,实际使用的key只有一个,这其实优化器判断的哟。

mysql> EXPLAIN SELECT student_id,COUNT(*) AS num FROM student_info
   -> GROUP BY student_id
   -> ORDER BY create_time DESC
   -> LIMIT 100;
+----+-------------+--------------+------------+-------+--------------------------+---------+---------+------+--------+----------+---------------------------------+
| id | select_type | table        | partitions | type  | possible_keys            | key     | key_len | ref  | rows   | filtered | Extra                           |
+----+-------------+--------------+------------+-------+--------------------------+---------+---------+------+--------+----------+---------------------------------+
|  1 | SIMPLE      | student_info | NULL       | index | idx_sid,idx_cre_time_sid | idx_sid | 4       | NULL | 997449 |   100.00 | Using temporary; Using filesort |
+----+-------------+--------------+------------+-------+--------------------------+---------+---------+------+--------+----------+---------------------------------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

3.4 哪些情况不适合创建索引

1、在 where 中使用不到的字段,不要设置索引


f67a1b971256779ed9e6819896ea0e19.png

2、数据量小的表最好不要使用索引


36b22c19c2358633cdb3a08e741889b7.png

2f9bf273b354e9e91c2c0ecb468c33a3.png

dd387a8c9797e6fd2d62098504e730bc.png

5bc76adb6e533cefd59e92f5b039e347.png

结论:在数据表中的数据行数比较少的情况下,比如不到 1000 行,是不需要创建索引的。


3、有大量重复数据的列上不要建立索引


749db30d9e7c2cef29c0038a1c7e46f6.png

45048fd9efee3fba6f72c2f88cc38226.png


4、避免对经常更新的表创建过多的索引


12a28473e322c781baabb2776adee480.png


5、不建议用无序的值作为索引


例如身份证、UUID(在索引比较时需要转为 ASCII,并且插入时可能造成页分裂)、MD5、HASH、无序长字符串等。


6、删除不再使用或者很少使用的索引


ce1bb3402e58d1317736e8b69e9cbf00.png


7、不要定义冗余或重复的索引


a283854b4e21adde1cb691fbf33e64e7.png

冗余索引


举例:建表语句如下

CREATE TABLE person_info(
    id INT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(100) NOT NULL,
    birthday DATE NOT NULL,
    phone_number CHAR(11) NOT NULL,
    country varchar(100) NOT NULL,
    PRIMARY KEY (id),
    KEY idx_name_birthday_phone_number (name(10), birthday, phone_number),
    KEY idx_name (name(10))
);

我们知道,通过 idx_name_birthday_phone_number 索引就可以对 name 列进行快速搜索,再创建一 个专门针对 name 列的索引就算是一个 冗余索引,维护这个索引只会增加维护的成本,并不会对搜索有 什么好处。


重复索引


另一种情况,我们可能会对某个列 重复建立索引 ,比方说这样:


CREATE TABLE repeat_index_demo (
    col1 INT PRIMARY KEY,
    col2 INT,
    UNIQUE uk_idx_c1 (col1),
    INDEX idx_c1 (col1)
);

我们看到,col1 既是主键、又给它定义为一个唯一索引,还给它定义了一个普通索引,可是主键本身就会生成聚簇索引,所以定义的唯一索引和普通索引是重复的,这种情况要避免。

3.5 小结

cec4cbe9e68d056dc26568f3df6893a2.png



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