MySQL-索引

一.索引概述

- 基本概念

日常生活中，我们经常会在电话号码簿中查阅“某人”的电话号码，按姓查询或者按字母排序查询； 在字典中查阅“某个词”的读音和含义等等，以快速的找到特定记录。在这里，“姓”和“字母”都可看作是索引， 而按“姓”或者“字母”查询则是按索引查询！

索引是一种特殊的数据库结构，可以用来快速查询数据库表中的特定记录，是提高数据库性能的重要方式。MySQL中，所有的数据类型都可以被索引。

通过索引，查询数据时可以不必读完记录的所有信息，而只是查询索引列，否则数据库系统将读取每条记录的所有信息进行匹配。例如，索引相当于新华字典的音序表，如果要查“过”字，如果不适用音序，就需要从字典的第一页开始翻几百页；如果提取拼音出来，构成音序表，就只需要从10多页的音序表中直接查找，这样就可以大大节省时间。因此，使用索引可以在很大程度上提高数据库的查询速度，有效地提高了数据库系统的性能。

- 索引类型

索引包括普通索引、唯一性索引、全文索引、单列索引、多列索引和空间索引等。下文中将详细介绍~

- 索引存储

数据库底层索引实现主要有两种存储类型，B树(BTREE)和哈希(HASH)索引，InnoDB和MyISAM 使用BTREE索引；而MEMORY 存储引擎可以使用BTREE 和HASH 索引，默认用BTREE.在没有指定的情况下，数据库使用的引擎是 InnoDB。

- 索引优点

可以提高检索数据的速度。

- 索引缺点

创建和维护索引需要耗费时间，耗费时间的数量随着数据量的增加而增加；索引需要占用物理空间，每一个索引要占一定的物理空间；增加、删除和修改数据时，要动态地维护索引，造成数据的维护速度降低了。

- 使用建议

索引可以提高查询的速度，但是会影响插入记录的速度，因为向有索引的表中插入记录时，数据库系统会按照索引进行排序，这样就降低了插入记录的速度，插入大量记录时的速度影响更加明显。这种情况下，最好的办法是先删除表中的索引，然后插入数据，插入完成后再创建索引。

 

二.创建和查看索引

创建索引是指在某个表的一列或多列上建立一个索引，以便提高对表的访问速度。创建索引有3种方式，分别是创建表的时候创建索引、在已经存在的表上创建索引和使用ALTER TABLE语句来创建索引。本节将根据具体的索引分类详细的讲解这3种创建方法。

 

1.  普通索引

所谓普通索引，就是在创建索引时，不附加任何限制条件（唯一、非空等限制）。该类型的索引可以创建在任何数据类型的字段上。

1.创建表时定义索引 

CREATE TABLE tablename(

    propname1 type1,

    propname2 type2,

    ……

    propnamen type..n,

     INDEX | KEY

    [indexname] (propnamen [(length)] [ ASC | DESC ] ) );

其中，参数INDEX和KEY是用来指定字段为索引的，两者选择其中之一就可以了，作用是一样的；参数indexname是索引名字，可省略；参数propnamen是索引对应的字段的名称，该字段必须为前面定义好的字段；参数length是可选参数，其指索引的长度，必须是字符串类型才可以使用；参数ASC和DESC都是可选参数，ASC表示升序排列，DESC表示降序排列，如果不指定，则为升序。

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64), INDEX index_no(id DESC));       #创建表class, 并建立为id 字段索引   mysql> show create table class;  #查看表结构 mysql> insert into class values(1, '一班', 'Martin');  # 插入记录1 mysql> insert into class values(1, '二班', 'Rock');   # 插入记录2 mysql> select * from class where id > 0 ;   #根据id查询记录，结果将降序排列

2.已存在的表上创建索引

方法一: 执行create 语句

CREATE INDEX indexname  

    ON tablename (propname [(length)] [ASC|DESC]);  

参数INDEX是用来指定字段为索引，此处不能为KEY；参数indexname是新创建的索引的名字；参数tablename是指需要创建索引的表的名称，该表必须是已经存在的，如果不存在，需要先创建；参数propname指定索引对应的字段的名称，该字段必须为前面定义好的字段；参数length是可选参数，表示索引的长度，必须是字符串类型才可以使用；参数ASC和DESC都是可选参数，ASC表示升序排列，DESC表示降序排列,默认升序。

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64));       #创建表class, 并建立为id 字段索引   mysql> create index index_id on class(id ASC);  #追加升序索引   mysql> show create table class;  #查看表定义   mysql> insert into class values(1, '一班', 'Martin');  # 插入记录1 mysql> insert into class values(1, '二班', 'Rock');   # 插入记录2 mysql> select * from class where id > 0 ;   #根据id查询记录，结果将降序排列

方法二: 执行ALTER TABLE 语句

ALTER TABLE tablename ADD INDEX | KEY indexname  

     (propname [(length)] [ASC|DESC]);  

在上述语句中，参数tablename是需要创建索引的表；关键字IDNEX或KEY用来指定创建普通索引；参数indexname用来指定所创建的索引名；参数propname用来指定索引所关联的字段的名称；参数length用来指定索引的长度；参数ASC用来指定升序排序；参数DESC用来指定降序排序。

三.查看索引执行情况

EXPLAIN  查询语句

输出结果：

key：   实际使用的索引。如果为NULL，则没有使用索引

possible_keys：显示可能应用在这张表中的索引，一个或多个。查询涉及到的字段上若存在索引，则该索引 将被列出，但不一定被查询实际使用

key_len： 表示索引中使用的字节数，可通过该列计算查询中使用的索引的长度。此值越短越好！

1. 唯一索引

所谓唯一索引，就是在创建索引时，限制索引的字段值必须是唯一的。通过该类型的索引可以比普通索引更快速地查询某条记录。

创建表时定义索引 

CREATE TABLE tablename(

    propname1 type1,

    ……

    propnamen type..n,

    UNIQUE INDEX | KEY [indexname] (propnamen [(length)] [ ASC | DESC ] ) );

注意：参数UNIQUE INDEX和UNIQUE KEY是用来指定字段为索引的，两者选择其中之一即可；参数indexname是索引名字，可省略；参数propnamen是索引对应的字段的名称，该字段必须为前面定义好的字段且必须定义为 UNIQUE 约束；参数length是可选参数，其指索引的长度，必须是字符串类型才可以使用；参数ASC和DESC都是可选参数，ASC表示升序排列，DESC表示降序排列，如果不指定，则为升序。

 

已存在的表上创建索引

方法一:

CREATE UNIQUE INDEX indexname  

    ON tablename (propname [(length)] [ASC|DESC]);  

方法二:

ALTER TABLE tablename ADD UNIQUE INDEX | KEY indexname (propname [(length)] [ASC|DESC]);  

 

1. 全文索引

全文索引主要对字符串类型建立基于分词的索引，主要是基于CHAR、VARCHAR和TEXT的字段上，以便能够更加快速地查询数据量较大的字符串类型的字段。

全文索引以词为基础的，MySQL默认的分词是所有非字母和数字的特殊符号都是分词符。

MySQL从3.23.23版本开始支持全文索引，MySQL5.6以前只能在存储引擎为MyISAM的数据表上创建全文索引,5.6之后InnoDB开始支持全文索引(5.7之后支持中文全文索引) 。在默认情况下，全文索引的搜索执行方式为不区分大小写，如果全文索引所关联的字段为二进制数据类型，就以区分大小写的搜索方式执行。

创建表时定义索引 

CREATE TABLE tablename(

    propname1 type1,

    propname2 type2,

    ……

    propnamen type..n,

    FULLTEXT INDEX | KEY

    [indexname] (propnamen [(length)] ) );

 

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql>create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64),comment varchar(1024),FULLTEXT INDEX index_comm(comment));       #创建表class, 并建立为comment 字段为全文索引   mysql> insert into class values(1,'1班','Martin','我是一个兵，来自老百姓!');  # 插入记录1 mysql> insert into class values(2,'2班','Rock','此班主任毕业自唐僧系');   # 插入记录2 mysql> insert into class values(3,'3班','Janny','I''m Miss Zhang.');   #插入记录3   mysql> select * from class where match(comment) AGAINST('我是一个兵');#利用全文检索索引快速查询记录

已存在的表上创建索引

方法一: 执行create 语句

在MySQL中创建全文索引除了通过SQL语句FULLTEXT INDEX来实现外，还可以通过SQL语句CREATE FULLTEXT INDEX来实现，其语法形式如下：

    CREATE FULLTEXT INDEX indexname

    ON tablename( propname1 [ ( length ) ] );

在上述语句中，关键字CREATE FULLTEXT INDEX表示用来创建全文索引。

如下例表已存在，可通过CREATE语句创建全文索引：

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64));       #创建表class, 并建立为id 字段索引   mysql> create FULLTEXT index index_teacher on class(teacher );  #追加全文索引   mysql> show create table class;  #查看表定义

方法二: 执行ALTER TABLE 语句

除了上述两种方式来创建全文索引外，在MySQL中创建全文索引还可以通过SQL语句ALTER来实现，其语法形式如下：

    ALTER TABLE tablename

    ADD FULLTEXT INDEX|KEY indexname(propname [(length)]);

使用场景

根据全文索引字段进行全文检索数据：

SELECT * FROM 表名WHERE MATCH(`列名`) AGAINST('关键字');

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64),info varchar(1024),FULLTEXT INDEX index_des(info));       #创建表class, 并建立为info 字段为全文索引   mysql> insert into class values(1,'1班','Martin','我是一个兵，来自老百姓!');  # 插入记录1 mysql> insert into class values(2,'2班','Rock','此班主任毕业自唐僧系');   # 插入记录2 mysql> insert into class values(3,'3班','Janny','I'm Miss Zhang.');   # 插入记录3 mysql> select * from class where match(teacher) AGAINST('我是一个兵');#根据id查询记录

三.MySQL8 中文分词支持

配置文件my.ini（Windows 10默认路径: C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server 8.0） 中增加如下配置项，同时重启MySQL80 服务:

[mysqld]

ngram_token_size=2

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64),comment varchar(1024),FULLTEXT INDEX index_des(comment) with parser   ngram);       #创建表class, 并建立为comment 字段为全文索引   mysql> insert into class values(1,'1班','Martin','我是一个兵，来自老百姓!');  # 插入记录1 mysql> insert into class values(2,'2班','Rock','此班主任毕业自唐僧系');   # 插入记录2 mysql> insert into class values(3,'3班','Janny','I''m Miss Zhang.');   #插入记录3 mysql> select * from class where match(comment) AGAINST('百姓');#利用全文检索索引快速查询记录 mysql> select * from class where match(comment) AGAINST('唐僧');#利用全文检索索引快速查询记录

1.  多列索引

多列索引，是指在创建索引时所关联的字段不是一个字段，而是多个字段，虽然可以通过所关联的字段进行查询，但是只有查询条件中使用了所关联字段中的第一个字段，多列索引才会被使用。

创建表时定义索引 

CREATE TABLE tablename(

    propname1 type1,

    ……

    propnamen type..n,

    INDEX | KEY [indexname] (propname1 [(length)] [ ASC | DESC ],

                             Propname2 [(length)] [ ASC | DESC ],

                              ... ...                               

                             Propnamen [(length)] [ ASC | DESC ])

);

注意：和普通索引定义基本相同，不同之处就是增加了多个索引列。

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64), INDEX index_mult_columns(id, teacher));       #创建表class, 并建立包含id,teacher字段的多列索引   mysql> show create table class;  #查看表定义   mysql> insert into class values(1, '一班', 'Martin');  # 插入记录1 mysql> insert into class values(1, '二班', 'Rock');   # 插入记录2 mysql> select * from class where id > 0 ;   #仅根据id查询记录会启用多列索引

已存在的表上创建索引

方法一: 执行create 语句

    CREATE  INDEX indexname

    ON tablename( propname1 [(length)] [ ASC | DESC ],  

                   Propname2 [(length)] [ ASC | DESC ],   

                              ... ...                                

                         Propnamen [(length)] [ ASC | DESC ]  );

在上述语句中，关键字CREATE  INDEX表示用来创建多列索引。

如下例表已存在，可通过CREATE语句创建多列索引：

mysql> create database school;   #创建数据库school   mysql> use school;   #选择数据库school   mysql> create table class(id int, name varchar(128) UNIQUE, teacher varchar(64));       #创建表class, 并建立为id 字段索引   mysql> create  index index_id on class(id, name );  #追加多列索引   mysql> show create table class;  #查看表定义

方法二: 执行ALTER TABLE 语句

除了上述两种方式来创建全文索引外，在MySQL中创建全文索引还可以通过SQL语句ALTER来实现，其语法形式如下：

    ALTER TABLE tablename

    ADD INDEX|KEY indexname(propname1 [(length)] [ ASC | DESC ],  

                   Propname2 [(length)] [ ASC | DESC ],              

                              ... ...                                          

                         Propnamen [(length)] [ ASC | DESC ]  );

 

1.  隐藏索引

MySQL 8开始支持隐藏索引。隐藏索引提供了更人性化的数据库操作。

隐藏索引，顾名思义，让索引暂时不可见，不会被优化器使用。默认情况下索引是可见的。隐藏索引可以用来测试索引的性能。验证索引的必要性时不需要删除索引，可以先将索引隐藏，如果优化器性能无影响就可以真正地删除索引。

ALTER TABLE tablename ALTER  INDEX  index_name INVISIBLE;  #隐藏索引

ALTER TABLE tablename ALTER  INDEX  index_name VISIBLE;    #取消隐藏

 

1.  删除索引

所谓删除索引，就是删除表中已经创建的索引。之所以要删除索引，是因为这些索引会降低表的更新速度，影响数据库的性能。

在MySQL中删除索引通过SQL语句DROP INDEX来实现，其语法形式如下：

    DROP INDEX indexname ON tablename;  

修改索引:    先删除，后增加  

1.  索引的设计原则

为了使索引的使用效率更高，在创建索引时，必须考虑在哪些字段上创建索引和创建什么类型的索引。本节将介绍一些索引的设计原则。

1. 选择唯一性索引

唯一性索引的值是唯一的，可以更快速地通过该索引来确定某条记录。例如，学生表中学号是具有唯一性的字段，为该字段建立唯一性索引可以很快确定某个学生的信息，如果使用姓名的话，可能存在同名现象，从而降低查询速度。

2. 为经常需要排序、分组和联合操作的字段建立索引

经常需要使用ORDER BY、GROUP BY、DISTINCT和UNION等操作的字段，排序操作会浪费很多时间，如果为其建立索引，可以有效地避免排序操作。

3. 为经常作为查询条件的字段建立索引

如果某个字段经常用来做查询条件，那么该字段的查询速度会影响整个表的查询速度，为这样的字段建立索引可以提高整个表的查询速度。

4.限制索引的数目

索引的数目不是越多越好。每个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，修改表时，对索引的重构和更新很麻烦。

5. 尽量使用数据量少的索引

如果索引的值很长，那么查询的速度会受到影响。例如，对一个CHAR(100)类型的字段进行全文检索需要的时间肯定要比对CHAR(10)类型的字段需要的时间多。

6. 尽量使用前缀来索引

如果索引的值很长，最好使用值的前缀来索引。例如，TEXT和BLOG类型的字段，进行全文检索会很浪费时间，如果只检索字段前面的若干字符，这样可以提高检索速度。

7. 删除不再使用或者很少使用的索引

表中的数据被大量更新，或者数据的使用方式被改变后，原有的一些索引可能不再需要。数据库管理员应当定期找出这些索引，将它们删除，从而减少索引对更新操作的影响。

 

更多的关于数据库学习我会在下面的文章中陆续的分享，也可以关注‘奇牛学院’

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