数据库MySQL学习——day13（索引与查询优化）

1. 什么是索引？

1.1索引的作用：

索引是数据库为了加快查找数据而设计的“查找目录”，本质上是用于快速定位数据的结构，类似于书籍的目录页。
没有索引时，MySQL 必须全表扫描，而有索引后可极大减少扫描行数。

1.2 索引的分类（常见类型）

类型	说明
主键索引	自动为主键字段创建的索引，唯一且不允许为空
唯一索引	保证列值唯一，但允许空值
普通索引	一般创建在频繁查询的列上
复合索引	多列组合索引，加快多条件联合查询
全文索引	主要用于文本搜索（仅支持 MyISAM / InnoDB 的 FULLTEXT 索引）
空间索引	用于地理信息系统（GIS）的特殊索引

• 示例：创建索引语法
• 创建普通索引：

CREATE INDEX idx_name ON users(name);

创建唯一索引：

CREATE UNIQUE INDEX idx_email ON users(email);

创建复合索引：

CREATE INDEX idx_name_age ON users(name, age);

删除索引：

DROP INDEX idx_name ON users;

2. 使用 EXPLAIN 分析查询计划

2.1 EXPLAIN 是什么？

EXPLAIN 可以告诉你一条 SQL 的执行方式（是否用了索引？用了哪种？是否全表扫描？）。
示例：

EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE name = 'Tom';

EXPLAIN 关键字段解释：

字段名	含义
id	查询的执行顺序 ID（越大越先执行）
select_type	查询类型（SIMPLE/PRIMARY/SUBQUERY 等）
table	当前查询的表
type	访问类型，性能越好越靠近 const
possible_keys	可以使用的索引
key	实际使用的索引
rows	扫描的行数，越少越快
Extra	额外信息，如“Using where”、“Using index”、“Using temporary” 等

2.2 type 类型优劣对比（性能排序）：

const > eq_ref > ref > range > index > ALL（全表扫描）

3. 查询优化技巧

3.1 避免使用 SELECT *

-- 差：读取所有字段
SELECT * FROM users;

-- 优：只读取需要字段
SELECT name, email FROM users;

• 原因：
  SELECT * 会读出所有字段，不利于索引覆盖
  会增加网络传输、磁盘IO

3.2 使用 WHERE + 索引列进行筛选

-- 有 name 上索引
SELECT * FROM users WHERE name = 'Tom';  √

-- 没用索引（函数包裹字段）
SELECT * FROM users WHERE UPPER(name) = 'TOM'; ×

• 原因：索引列上不能使用函数或表达式，否则失效。

3.3 建立合理的复合索引（左前缀原则）

CREATE INDEX idx_name_age ON users(name, age);

-- 有效：用到索引的左边字段
SELECT * FROM users WHERE name = 'Tom'; √

-- 有效：用到 name + age
SELECT * FROM users WHERE name = 'Tom' AND age = 20; √

-- 无效：跳过 name，单用 age
SELECT * FROM users WHERE age = 20; ×

3.4 避免在 WHERE 中对列做运算

-- 索引失效 
SELECT * FROM orders WHERE YEAR(order_date) = 2023;

-- 推荐 
SELECT * FROM orders WHERE order_date >= '2023-01-01' AND order_date < '2024-01-01';

3.5 LIMIT 分页时使用覆盖索引

-- 索引字段放前面，主键放后面，可减少回表
SELECT id FROM articles ORDER BY id LIMIT 10;

4.实践任务演示

任务 1：创建索引提升性能

-- 创建示例表
CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(50),
    email VARCHAR(100),
    age INT
);

-- 插入大量测试数据（可用循环脚本）
-- 然后创建索引
CREATE INDEX idx_name ON users(name);

任务 2：使用 EXPLAIN 分析查询

EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE name = 'Tom';

任务 3：对慢查询优化

SELECT * FROM users WHERE YEAR(created_at) = 2023;

优化后（快）：

-- 前提：created_at 列有索引
SELECT * FROM users 
WHERE created_at >= '2023-01-01' AND created_at < '2024-01-01';

5. 总结

• 索引类型对比：

类型	特点
主键索引	自动创建，唯一 + 非空
唯一索引	唯一但可空
普通索引	无约束，用于加速查询
复合索引	多字段组合，加速多条件查询

• 查询优化建议：

优化点	说明
避免 SELECT *	减少读取列数，加快速度
WHERE 用索引列	建索引 + 合理查询
避免函数包裹列	否则索引失效
创建复合索引按使用频率	遵守“左前缀”原则
使用 EXPLAIN 分析语句	看是否使用索引，有无全表扫描