day04-1 索引

zhanglei 2022年06月01日 379次浏览

什么是索引?

索引是在数据库表的字段上添加的,是为了提高查询效率存在的一种机制。
	一张表的一个字段可以添加一个索引,当然,多个字段联合起来也可以添加索引。
	索引相当于一本书的目录,是为了缩小扫描范围而存在的一种机制。

	对于一本字典来说,查找某个汉字有两种方式:
		第一种方式:一页一页挨着找,直到找到为止,这种查找方式属于全字典扫描。
		效率比较低。
		第二种方式:先通过目录(索引)去定位一个大概的位置,然后直接定位到这个
		位置,做局域性扫描,缩小扫描的范围,快速的查找。这种查找方式属于通过
		索引检索,效率较高。
	
	t_user
	id(idIndex)	name(nameIndex)	email(emailIndex)		address  (emailAddressIndex)
	----------------------------------------------------------------------------------
	1				zhangsan...
	2				lisi
	3				wangwu
	4				zhaoliu
	5				hanmeimei
	6				jack

	select * from t_user where name = 'jack';

	以上的这条SQL语句会去name字段上扫描,为什么?
		因为查询条件是:name='jack'
	
	如果name字段上没有添加索引(目录),或者说没有给name字段创建索引,
	MySQL会进行全扫描,会将name字段上的每一个值都比对一遍。效率比较低。

	MySQL在查询方面主要就是两种方式:
		第一种方式:全表扫描
		第二种方式:根据索引检索。
	
	注意:
		在实际中,汉语字典前面的目录是排序的,按照a b c d e f....排序,
		为什么排序呢?因为只有排序了才会有区间查找这一说!(缩小扫描范围
		其实就是扫描某个区间罢了!)

		在mysql数据库当中索引也是需要排序的,并且这个所以的排序和TreeSet
		数据结构相同。TreeSet(TreeMap)底层是一个自平衡的二叉树!在mysql
		当中索引是一个B-Tree数据结构。

		遵循左小又大原则存放。采用中序遍历方式遍历取数据。

索引的实现原理

假设有一张用户表:t_user

	id(PK)					name						每一行记录在硬盘上都有物理存储编号
	----------------------------------------------------------------------------------
	100						zhangsan					0x1111
	120						lisi						0x2222
	99							wangwu					0x8888
	88							zhaoliu					0x9999
	101						jack						0x6666
	55							lucy						0x5555
	130						tom						0x7777

	提醒1:在任何数据库当中主键上都会自动添加索引对象,id字段上自动有索引,
	因为id是PK。另外在mysql当中,一个字段上如果有unique约束的话,也会自动
	创建索引对象。

	提醒2:在任何数据库当中,任何一张表的任何一条记录在硬盘存储上都有
	一个硬盘的物理存储编号。

	提醒3:在mysql当中,索引是一个单独的对象,不同的存储引擎以不同的形式
	存在,在MyISAM存储引擎中,索引存储在一个.MYI文件中。在InnoDB存储引擎中
	索引存储在一个逻辑名称叫做tablespace的当中。在MEMORY存储引擎当中索引
	被存储在内存当中。不管索引存储在哪里,索引在mysql当中都是一个树的形式
	存在。(自平衡二叉树:B-Tree)

在mysql当中,主键上,以及unique字段上都会自动添加索引的

什么条件下,我们会考虑给字段添加索引呢?
	条件1:数据量庞大(到底有多么庞大算庞大,这个需要测试,因为每一个硬件环境不同)
	条件2:该字段经常出现在where的后面,以条件的形式存在,也就是说这个字段总是被扫描。
	条件3:该字段很少的DML(insert delete update)操作。(因为DML之后,索引需要重新排序。)

	建议不要随意添加索引,因为索引也是需要维护的,太多的话反而会降低系统的性能。
	建议通过主键查询,建议通过unique约束的字段进行查询,效率是比较高的。

索引怎么创建?怎么删除?语法是什么

创建索引:
		mysql> create index emp_ename_index on emp(ename);
		给emp表的ename字段添加索引,起名:emp_ename_index
	
	删除索引:
		mysql> drop index emp_ename_index on emp;
		将emp表上的emp_ename_index索引对象删除。

在mysql当中,怎么查看一个SQL语句是否使用了索引进行检索

mysql> explain select * from emp where ename = 'KING';
	+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
	| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
	+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
	|  1 | SIMPLE      | emp   | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   14 | Using where |
	+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
	扫描14条记录:说明没有使用索引。type=ALL

	mysql> create index emp_ename_index on emp(ename);

	mysql> explain select * from emp where ename = 'KING';
	+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
	| id | select_type | table | type | possible_keys   | key             | key_len | ref   | rows | Extra       |
	+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
	|  1 | SIMPLE      | emp   | ref  | emp_ename_index | emp_ename_index | 33      | const |    1 | Using where |
	+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+

索引失效

失效的第1种情况:
		select * from emp where ename like '%T';

		ename上即使添加了索引,也不会走索引,为什么?
			原因是因为模糊匹配当中以“%”开头了!
			尽量避免模糊查询的时候以“%”开始。
			这是一种优化的手段/策略。

		mysql> explain select * from emp where ename like '%T';
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
		| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
		|  1 | SIMPLE      | emp   | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   14 | Using where |
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
	
	失效的第2种情况:
		使用or的时候会失效,如果使用or那么要求or两边的条件字段都要有
		索引,才会走索引,如果其中一边有一个字段没有索引,那么另一个
		字段上的索引也会实现。所以这就是为什么不建议使用or的原因。

		mysql> explain select * from emp where ename = 'KING' or job = 'MANAGER';
		+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
		| id | select_type | table | type | possible_keys   | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
		+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
		|  1 | SIMPLE      | emp   | ALL  | emp_ename_index | NULL | NULL    | NULL |   14 | Using where |
		+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
	
	失效的第3种情况:
		使用复合索引的时候,没有使用左侧的列查找,索引失效
		什么是复合索引?
			两个字段,或者更多的字段联合起来添加一个索引,叫做复合索引。
		
		create index emp_job_sal_index on emp(job,sal);
		
		mysql> explain select * from emp where job = 'MANAGER';
		+----+-------------+-------+------+-------------------+-------------------+---------+-------+------+-------------+
		| id | select_type | table | type | possible_keys     | key               | key_len | ref   | rows | Extra       |
		+----+-------------+-------+------+-------------------+-------------------+---------+-------+------+-------------+
		|  1 | SIMPLE      | emp   | ref  | emp_job_sal_index | emp_job_sal_index | 30      | const |    3 | Using where |
		+----+-------------+-------+------+-------------------+-------------------+---------+-------+------+-------------+
		
		mysql> explain select * from emp where sal = 800;
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
		| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
		|  1 | SIMPLE      | emp   | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   14 | Using where |
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+

	失效的第4种情况:
		在where当中索引列参加了运算,索引失效。
		mysql> create index emp_sal_index on emp(sal);

		explain select * from emp where sal = 800;
		+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+
		| id | select_type | table | type | possible_keys | key           | key_len | ref   | rows | Extra       |
		+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+
		|  1 | SIMPLE      | emp   | ref  | emp_sal_index | emp_sal_index | 9       | const |    1 | Using where |
		+----+-------------+-------+------+---------------+---------------+---------+-------+------+-------------+

		mysql> explain select * from emp where sal+1 = 800;
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
		| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
		|  1 | SIMPLE      | emp   | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   14 | Using where |
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+

	失效的第5种情况:
		在where当中索引列使用了函数
		explain select * from emp where lower(ename) = 'smith';
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
		| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
		|  1 | SIMPLE      | emp   | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   14 | Using where |
		+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+


	失效的第6...
	失效的第7...

索引是各种数据库进行优化的重要手段。优化的时候优先考虑的因素就是索引

索引在数据库当中分了很多类?
	单一索引:一个字段上添加索引。
	复合索引:两个字段或者更多的字段上添加索引。

	主键索引:主键上添加索引。
	唯一性索引:具有unique约束的字段上添加索引。
	.....

	注意:唯一性比较弱的字段上添加索引用处不大。