SQL 如何建立索引来加快数据库的查询

1. 什么是索引

索引是一个单独存储在磁盘上的数据库结构，它们包含着对数据表里所有记录的引用指针

在数据库中，索引用来加速对表的查询，索引技术通过使用快速路径访问的方法快速定位数据，减少了磁盘的I/O

可以把索引比作书的目录，每一张表都要有索引，就像每一本书都应该有目录一样。有了索引，数据库的检索速度可以大大提高

2. 索引的特点

索引是作用于表查询的一项技术，因此创建索引时，需要确保该索引是应用在SQL查询语句的条件，一般作为where子句的条件。

在表现形式上，索引表现为一张表，该表保存了主键与索引字段，并指向实体表的记录。索引独立于数据表存放，但不能独立存在，必须属于某个表。索引由数据库自动维护，数据表被删除时，该表上的索引自动被删除。

不过需要注意的是，虽然索引极大地提高了查询速度，同时却会降低更新表的速度，如对表进行insert、update和delete的速度会被降低。 因为更新表时，数据库不仅需要更新表数据，还要更新索
引文件，此外由于索引是独立于表存在的“表”，因此建立索引会占用一定的磁盘空间。

3. 索引的分类

1. 普通索引
   最基本的索引，它没有任何限制，用于加速查询
2. 唯一索引(unique)
   索引列的值必须唯一，但允许有空值。如果是组合索列值的组合必须唯一
3. 主键索引(primary key)
   是一种特殊的唯 一索引，一个表只能有一个主键，不允许有空值，主键索引一般是在表建立的同时自动创建
4. 单列索引
   指单个字段上创建索引
5. 组合索引
   指条个字段上创建的索引，只有在查询条件中使用了创建索引时的第一个字段，索引才会被使用。使用组合索引时遵循最左前缀集合的规则
6. 全文索引(fulltext)
   该索引不直接与索引中的值相比较，而是查找文本中的关键字
7. 空间索引(spatial)
   MySQL 5.7.4实验室版本中，InnoDB存储引擎新增了对于几何数据空间索引的支持

4. 索引的设计原则

设计索引应遵循如下原则：

1. 只建立适量的索引。 索引并非越多越好，过多的索引会降低表的修改速度以及占用额外的存储空间。
2. 只在需要大量查询的表中建立大量索引。 应该避免对经常更新的表进行过多的索引，并且索引中的列要尽可能少。
3. 不在数据量小的表建立索引。 数据量小的表没有必要使用索引
4. 不在不同值少的列上建立索引。 如果表的某一列中大部分数据都是重复的，则没有必要建立索引
5. 指定唯一索引。 当表的某一列数据被指定为unique是，可以建立唯一索引
6. 在频繁操作的列上建立索引。 若想要建立索引，则应选择频繁排序(order by)或分组(group by)的列建立索引

5. 创建索引

5.1. 自动创建索引

当在表上定义primary key或者unique约束条件时，数据库会自动创建一个对应的索引，也就是创建主键索引和唯一索引。

5.2. 手动创建索引

5.2.1. 创建表时创建索引

在建表的同时创建索引的语法为：

create table [表名](
	[属性名1] [数据类型1] [约束1],
	...
	[属性名n] [数据类型n] [约束n],

	[unique | fulltext | spatial] index|key [索引名](
		[属性名1] [(长度)] [asc | desc],
		...
		[属性名n] [(长度)] [asc | desc]
	)
);

例如
建立普通索引

create table normal_table(
	id int(20) primary key,
	username varchar(20),
	email varchar(20),
	-- 在id列建立普通索引
	index normal_index(id)
);

建立唯一索引

create table unique_table(
	id int(20) primary key,
	username varchar(20),
	email varchar(20),
	-- 在email列建立唯一索引，并升序排列
	unique index uniquel_index(email asc)
);

建立全文索引

create table fulltext_table(
	id int(20) primary key,
	username varchar(20),
	email varchar(20),
	-- 在username列建立全文索引
	fulltext index fulltext_index(username)
);

建立单列索引

create table single_table(
	id int(20) primary key,
	username varchar(20),
	email varchar(20),
	-- 在username列建立索引，索引长度为9
	index single_index(username(9))
);

建立多列索引

create table multi_table(
	id int(20) primary key,
	username varchar(20),
	email varchar(20),
	-- 在username列和email列建立索引，索引长度分别为9和10
	index multi_index(
		username(9),
		email(10)
	)
);

5.2.2. 在已经存在的表上创建索引

5.2.2.1. alter语句创建索引

语法：

alter table [表名] add [unique|fulltext|spatial] [index|key] [索引名](
		[属性名1] [(长度)] [asc | desc],
		...
		[属性名n] [(长度)] [asc | desc]
	);

例如：
建立普通索引

-- 在normal_table表的id列建立名为normal_index的普通索引
alter table normal_table add index normal_index(id);

建立唯一索引

-- 在unique_table表的username列建立名为unique_index的唯一索引
alter table unique_table add unique index unique_index(username);

建立多列索引

-- 在multi_table表的username和email列建立名为multi_index的多列索引
alter table multi_table add index multi_index(username, email);

其他类型的索引同理

5.2.2.2. create语句创建索引

语法：

create unique [unique|fulltext|spatial] index [索引名] ON [表名](
		[属性名1] [(长度)] [asc | desc],
		...
		[属性名n] [(长度)] [asc | desc]
	);

例如
建立普通索引

-- 在normal_table表的id列建立名为normal_index的普通索引
create index normal_index on normal_table(id); 

建立唯一索引

-- 在unique_table表的username列建立名为unique_index的唯一索引
create unique index unique_index on unique_table(username); 

建立多列索引

-- 在multi_table表的username和email列建立名为multi_index的多列索引
create index multi_table on multi_table(username, email); 

其他类型的索引同理

6. 查看索引

6.1. explain关键字查看索引

explain关键字用于查看和分析SQL索引使用情况
语法：

explain select * from [表名];

使用里explain语句后，会返回一张表：

id	select_type	table	partitions	type	possible_keys	key	key_len	ref	rows	filtered	Extra

其中对表中字段的说明可以参考这篇博客：mysql中explain查看sql语句索引使用情况

例如：

-- 查看multi_table表中的所有使用情况
explain select * from multi_table;

结果为：

id	select_type	table	partitions	type	possible_keys	key	key_len	ref	rows	filtered	Extra
1	SIMPLE	multi_table		index		multi_table2	166		1	100.00	Using index

6.2. show index关键字查看索引

show index关键字用于查看某一表中的所有索引
语法：

show index from [表名];

使用里show index语句后，会返回一张表：

Table	Non_unique	Key_name	Seq_in_index	Column_name	Collation	Cardinality	Sub_part	Packed	Null	Index_type	Comment	Index_comment	Visible	Expression

其中对表中字段的说明可以参考这篇博客：MySQL SHOW INDEX 的语法解析

例如：

-- 查看multi_table表中的全部索引
show index from multi_table;

结果为：

Table	Non_unique	Key_name	Seq_in_index	Column_name	Collation	Cardinality	Sub_part	Packed	Null	Index_type	Comment	Index_comment	Visible	Expression
multi_table	0	PRIMARY	1	id	A	0				BTREE			YES
multi_table	1	multi_index	1	username	A	0	9		YES	BTREE			YES
multi_table	1	multi_index	2	email	A	0	10		YES	BTREE			YES
multi_table	1	multi_table2	1	username	A	0			YES	BTREE			YES
multi_table	1	multi_table2	2	email	A	0			YES	BTREE			YES

7. 删除索引

7.1. alter关键字删除索引

语法：

alter table [表名] drop index [索引名];

例如

-- 从multi_table表中删除multi_index索引
alter table multi_table drop index multi_index;

7.2. drop关键字删除索引

语法：

drop index [索引名] on [表名];

例如

-- 从multi_table表中删除multi_index索引
drop index multi_index on multi_table;