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Mysql 索引該如何設(shè)計與優(yōu)化

 更新時間：2021年03月09日 11:24:18   作者：0xBoo  
這篇文章主要介紹了Mysql 索引該如何設(shè)計與優(yōu)化，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)使用MySQL，感興趣的朋友可以了解下

什么是索引？

數(shù)據(jù)庫索引是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它以額外的寫入和存儲空間為代價來提高數(shù)據(jù)庫表上數(shù)據(jù)檢索操作的速度。通俗來說，索引類似于書的目錄，根據(jù)其中記錄的頁碼可以快速找到所需的內(nèi)容?！S基百科
常見索引有哪些？

  • 普通索引：最基本的索引，沒有任何限制
  • 唯一索引：與”普通索引“類似，不同的就是：索引列的值必須是唯一，但允許有空值
  • 主鍵索引：它是一種特殊的索引，不允許有空值
  • 全文索引：僅可用于 MyISAM 表，針對較大的數(shù)據(jù)，生成全文索引很耗時占空間
  • 組合索引：為了提高多條件查詢效率，可建立組合索引，遵循"最左前綴匹配原則"

這里以相對復(fù)雜的組合為例，介紹如何優(yōu)化。

最左前綴匹配原則

首先我們要知道什么是最左前綴匹配原則。

最左前綴匹配原則是指在使用 B+Tree 聯(lián)合索引進行數(shù)據(jù)檢索時，MySQL 優(yōu)化器會讀取謂詞（過濾條件）并按照聯(lián)合索引字段創(chuàng)建順序一直向右匹配直到遇到范圍查詢或非等值查詢后停止匹配，此字段之后的索引列不會被使用，這時計算 key_len 可以分析出聯(lián)合索引實際使用了哪些索引列。

如何計算 key_len

通過 key_len 計算也幫助我們了解索引的最左前綴匹配原則。

key_len 表示得到結(jié)果集所使用的選擇索引的長度[字節(jié)數(shù)]，不包括 order by，也就是說如果 order by 也使用了索引則 key_len 不計算在內(nèi)。

在計算 key_len 之前，先來溫習(xí)一下基本數(shù)據(jù)類型（以UTF8 編碼為例）：

類型 所占空間 不允許為NULL額外占用
char 一個字符三個字節(jié) 一個字節(jié)
varchar 一個字符三個字節(jié) 一個字節(jié)
int 四個字節(jié) 一個字節(jié)
tinyint 一個字節(jié) 一個字節(jié)

測試數(shù)據(jù)表如下：

CREATE TABLE `test_table` (
 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `a` int(11) DEFAULT NOT NULL,
 `b` int(11) DEFAULT NOT NULL,
 `c` int(11) DEFAULT NOT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`),
 KEY `test_table_a_b_c_index` (`a`,`b`,`c`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

命中索引：

mysql> explain select * from test_table where a = 1 and b = 2 and c = 3;
+----+-------------+------------+------------+------+------------------------+------------------------+---------+-------------------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table   | partitions | type | possible_keys     | key          | key_len | ref        | rows | filtered | Extra    |
+----+-------------+------------+------------+------+------------------------+------------------------+---------+-------------------+------+----------+-------------+
| 1 | SIMPLE   | test_table | NULL    | ref | test_table_a_b_c_index | test_table_a_b_c_index | 12   | const,const,const |  1 |  100.00 | Using index |
+----+-------------+------------+------------+------+------------------------+------------------------+---------+-------------------+------+----------+-------------+

可以看到 key_len = 12，這是如何計算的呢？
因為字符集是 UTF8，一個字段占用四個字節(jié)，三個字段就是 4 * 3 = 12 字節(jié)。

是否允許為 NULL，如果允許為 NULL，則需要用額外的字節(jié)來標記該字段，不同的數(shù)據(jù)類型所需的字節(jié)大小不同。

mysql> ALTER TABLE `test_table` CHANGE `a` `a` INT(11) NULL;
mysql> ALTER TABLE `test_table` CHANGE `c` `c` INT(11) NULL;
mysql> ALTER TABLE `test_table` CHANGE `b` `b` INT(11) NULL;
mysql> explain select * from test_table where a = 1 and b = 2 and c = 3;
+----+-------------+------------+------------+------+------------------------+------------------------+---------+-------------------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table   | partitions | type | possible_keys     | key          | key_len | ref        | rows | filtered | Extra    |
+----+-------------+------------+------------+------+------------------------+------------------------+---------+-------------------+------+----------+-------------+
| 1 | SIMPLE   | test_table | NULL    | ref | test_table_a_b_c_index | test_table_a_b_c_index | 15   | const,const,const |  1 |  100.00 | Using index |
+----+-------------+------------+------------+------+------------------------+------------------------+---------+-------------------+------+----------+-------------+

可以看到，當(dāng)字段允許為空時，這時的key_len 變成了15 = 4 3 + 1 3（INT 類型為空時，額外占用一個字節(jié)）。

索引優(yōu)化

有了這些基礎(chǔ)知識之后，再來根據(jù)實際的SQL 判斷索性性能好壞。

還是以上面那張數(shù)據(jù)表為例，為 a、b、c 三個字段創(chuàng)建聯(lián)合索引。

SQL 語句 是否索引
explain select * from test_table where a = 1 and b = 2 and c = 3; Extra:Using index key_len: 15
explain select * from test_table where a = 1 and b = 2 and c = 3 order by c; Extra:Using index key_len: 15
explain select * from test_table where b = 2 and c = 3; Extra:Using where; Using index key_len: 15
explain select * from test_table where a = 1 order by c; Extra:Using where; Using index; Using filesort key_len: 5
explain select * from test_table order by a, b, c; Extra:Using index key_len: 15
explain select * from test_table order by a, b, c desc; Extra:Using index; Using filesort key_len:15
explain select * from test_table where a in (1,2) and b in (1,2,3) and c = 1; Extra:Using where; Using index key_len: 15

通常在查看執(zhí)行計劃時， Extra 列為 Using index 則表示優(yōu)化器使用了覆蓋索引。

  • SQL1 可以使用覆蓋索引，性能好
  • SQL2 可以使用覆蓋索引，同時避免排序，性能好
  • SQL3 可以使用覆蓋索引，但是需要根據(jù) where 字句進行過濾
  • SQL4 可以使用部分索引 a，但無法避免排序，性能差
  • SQL5 可以完全使用覆蓋索引，同時可以避免排序，性能好
  • SQL6 可以使用覆蓋索引，但無法避免排序，（這是因為 MySQL InnoDB 創(chuàng)建索引時默認asc升序，索引無法自動倒序排序）
  • SQL7 可以使用覆蓋索引，但是需要根據(jù) where 子句進行過濾（非定值查詢）

創(chuàng)建索引規(guī)范

  • 考慮到索引維護的成本，單張表的索引數(shù)量不超過 5 個，單個索引中的字段數(shù)不超過 5 個
  • 不在低基數(shù)列上建⽴索引，例如“性別”。 在低基數(shù)列上創(chuàng)建的索引查詢相比全表掃描不一定有性能優(yōu)勢，特別是當(dāng)存在回表成本時。
  • 合理創(chuàng)建聯(lián)合索引，(a,b,c) 相當(dāng)于 (a) 、(a,b) 、(a,b,c)。 
  • 合理使用覆蓋索引減少IO，避免排序。

以上就是Mysql 索引該如何設(shè)計與優(yōu)化的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于MySQL 索引設(shè)計與優(yōu)化的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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