如何理解并正确使用 MySQL 索引(下)

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,高可用系列 2核4GB
RDS MySQL Serverless 高可用系列,价值2615元额度,1个月
简介: SQL数据库开发


5.高效的索引策略

5.1、索引列不能是表达式的一部分,也不能作为函数的参数,否则无法使用索引查询。


SELECT * FROM user_test
WHERE user_name = concat(user_name, ‘fei’);


5.2、前缀索引


有时候需要索引很长的字符列,这会增加索引的存储空间以及降低索引的效率,一种策略是可以使用哈希索引,还有一种就是可以使用前缀索引,前缀索引是选择字符列的前n个字符作为索引,这样可以大大节约索引空间,从而提高索引效率。


5.2.1、前缀索引的选择性


前缀索引要选择足够长的前缀以保证高的选择性,同时又不能太长,我们可以通过以下方式来计算出合适的前缀索引的选择长度值:


(1)

SELECT COUNT(DISTINCT index_column)/COUNT(*)
FROM table_name;
-- index_column代表要添加前缀索引的列


注:通过以上方式来计算出前缀索引的选择性比值,比值越高说明索引的效率也就越高效。


(2)

SELECT
COUNT(DISTINCT LEFT(index_column,1))/COUNT(*),
COUNT(DISTINCT LEFT(index_column,2))/COUNT(*),
COUNT(DISTINCT LEFT(index_column,3))/COUNT(*)
...
FROM table_name;


注:通过以上语句逐步找到最接近于(1)中的前缀索引的选择性比值,那么就可以使用对应的字符截取长度来做前缀索引了


5.2.2、前缀索引的创建


ALTER TABLE table_name
ADD INDEX index_name (index_column(length));


5.2.3、使用前缀索引的注意点


前缀索引是一种能使索引更小,更快的有效办法,但是MySql无法使用前缀索引做ORDER BY 和 GROUP BY以及使用前缀索引做覆盖扫描。


5.3、选择合适的索引列顺序


在组合索引的创建中索引列的顺序非常重要,正确的索引顺序依赖于使用该索引的查询方式,对于组合索引的索引顺序可以通过经验法则来帮助我们完成:将选择性最高的列放到索引最前列,该法则与前缀索引的选择性方法一致,但并不是说所有的组合索引的顺序都使用该法则就能确定,还需要根据具体的查询场景来确定具体的索引顺序。


5.4 聚集索引与非聚集索引


1、聚集索引


聚集索引决定数据在物理磁盘上的物理排序,一个表只能有一个聚集索引,如果定义了主键,那么InnoDB会通过主键来聚集数据,如果没有定义主键,InnoDB会选择一个唯一的非空索引代替,如果没有唯一的非空索引,InnoDB会隐式定义一个主键来作为聚集索引。


聚集索引可以很大程度的提高访问速度,因为聚集索引将索引和行数据保存在了同一个B-Tree中,所以找到了索引也就相应的找到了对应的行数据,但在使用聚集索引的时候需注意避免随机的聚集索引(一般指主键值不连续,且分布范围不均匀),如使用UUID来作为聚集索引性能会很差,因为UUID值的不连续会导致增加很多的索引碎片和随机I/O,最终导致查询的性能急剧下降。


2、非聚集索引


与聚集索引不同的是非聚集索引并不决定数据在磁盘上的物理排序,且在B-Tree中包含索引但不包含行数据,行数据只是通过保存在B-Tree中的索引对应的指针来指向行数据,如:上面在(user_name,city, age)上建立的索引就是非聚集索引。


5.5、覆盖索引


如果一个索引(如:组合索引)中包含所有要查询的字段的值,那么就称之为覆盖索引,如:


SELECT user_name, city, age
FROM user_test
WHERE user_name = 'feinik'
AND age > 25;


因为要查询的字段(user_name, city, age)都包含在组合索引的索引列中,所以就使用了覆盖索引查询,查看是否使用了覆盖索引可以通过执行计划中的Extra中的值为Using index则证明使用了覆盖索引,覆盖索引可以极大的提高访问性能。


5.6、如何使用索引来排序


在排序操作中如果能使用到索引来排序,那么可以极大的提高排序的速度,要使用索引来排序需要满足以下两点即可。


  • 1、ORDER BY子句后的列顺序要与组合索引的列顺序一致,且所有排序列的排序方向(正序/倒序)需一致

  • 2、所查询的字段值需要包含在索引列中,及满足覆盖索引


通过例子来具体分析


在user_test表上创建一个组合索引


ALTER TABLE user_test
ADD INDEX index_user(user_name , city , age);


可以使用到索引排序的案例


1、SELECT user_name, city, age
FROM user_test
ORDER BY user_name;
2、SELECT user_name, city, age
FROM user_test
ORDER BY user_name, city;
3、SELECT user_name, city, age
FROM user_test
ORDER BY user_name DESC, city DESC;
4、SELECT user_name, city, age
FROM user_test
WHERE user_name = 'feinik'
ORDER BY city;

注:第4点比较特殊一点,如果where查询条件为索引列的第一列,且为常量条件,那么也可以使用到索引


无法使用索引排序的案例


1、sex不在索引列中


SELECT user_name, city, age
FROM user_test
ORDER BY user_name, sex;


2、排序列的方向不一致


SELECT user_name, city, age
FROM user_test
ORDER BY user_name ASC, city DESC;


3、所要查询的字段列sex没有包含在索引列中


SELECT user_name, city, age, sex
FROM user_test
ORDER BY user_name;


4、where查询条件后的user_name为范围查询,所以无法使用到索引的其他列


SELECT user_name, city, age
FROM user_test
WHERE user_name LIKE 'feinik%'
ORDER BY city;


5、多表连接查询时,只有当ORDER BY后的排序字段都是第一个表中的索引列(需要满足以上索引排序的两个规则)时,方可使用索引排序。如:再创建一个用户的扩展表user_test_ext,并建立uid的索引。


DROP TABLE IF EXISTS user_test_ext;
CREATE TABLE user_test_ext(
   id int AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
   uid int NOT NULL,
   u_password VARCHAR(64) NOT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
ALTER TABLE user_test_ext
ADD INDEX index_user_ext(uid);


走索引排序


SELECT user_name, city, age
FROM user_test u
LEFT JOIN user_test_ext ue
ON u.id = ue.uid
ORDER BY u.user_name;


不走索引排序


SELECT user_name, city, age
FROM user_test u
LEFT JOIN user_test_ext ue
ON u.id = ue.uid
ORDER BY ue.uid;



6.总结

本文主要讲了B+Tree树结构的索引规则,不同索引的创建,以及如何正确的创建出高效的索引技巧来尽可能的提高查询速度,当然了关于索引的使用技巧不单单只有这些,关于索引的更多技巧还需平时不断的积累相关经验。


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