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2021-05-20
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MySQL - 索引的使用

# 索引的使用

索引是数据库优化最常用也是最重要的手段之一, 通过索引通常可以帮助用户解决大多数的MySQL的性能优化问题。

# 验证索引提升查询效率

在我们准备的表结构 tb_item 中， 一共存储了 300 万记录；

1). 根据ID查询

select * from tb_item where id = 1999\G;
1

1553261992653

查询速度很快， 接近0s ， 主要的原因是因为id为主键， 有索引；

1553262044466

2). 根据 title 进行精确查询

select * from tb_item where title = 'iphoneX 移动3G 32G941'\G;
1

1553262215900

查看SQL语句的执行计划 ：

1553262469785

处理方案 ， 针对title字段， 创建索引 ：

create index idx_item_title on tb_item(title);
1

1553263229523

索引创建完成之后，再次进行查询 ：

1553263302706

通过 explain ， 查看执行计划，执行SQL时使用了刚才创建的索引

1553263355262

# 准备环境

create table `tb_seller` (
	`sellerid` varchar (100),
	`name` varchar (100),
	`nickname` varchar (50),
	`password` varchar (60),
	`status` varchar (1),
	`address` varchar (100),
	`createtime` datetime,
    primary key(`sellerid`)
)engine=innodb default charset=utf8mb4; 

insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('alibaba','阿里巴巴','阿里小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('baidu','百度科技有限公司','百度小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('huawei','华为科技有限公司','华为小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','0','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('itcast','传智播客教育科技有限公司','传智播客','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('itheima','黑马程序员','黑马程序员','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','0','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('luoji','罗技科技有限公司','罗技小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('oppo','OPPO科技有限公司','OPPO官方旗舰店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','0','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('ourpalm','掌趣科技股份有限公司','掌趣小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('qiandu','千度科技','千度小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','2','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('sina','新浪科技有限公司','新浪官方旗舰店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('xiaomi','小米科技','小米官方旗舰店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','西安市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('yijia','宜家家居','宜家家居旗舰店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');


create index idx_seller_name_sta_addr on tb_seller(name,status,address);
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# 避免索引失效

# 1).全值匹配 ，对索引中所有列都指定具体值。

该情况下，索引生效，执行效率高。

explain select * from tb_seller where name='小米科技' and status='1' and address='北京市'\G;
1

1556170997921

# 2).最左前缀法则

如果索引了多列（复合索引），要遵守最左前缀法则。指的是查询从索引的最左前列开始，并且不跳过索引中的列。

注意：如果使用了全值匹配，未遵循最左前缀原则，也能够完美走索引，因为全值匹配时，如果顺序与索引字段顺序不对，MySQL底层的SQL优化器会对此进行优化，从而达到能走索引的效果

匹配最左前缀法则，走索引：

1556171348995

违反最左前缀法则 ， 索引失效：这里是查询索引的第二个字段，导致失效。查第三个字段也会失效

1556171428140

如果符合最左法则，但是出现跳跃某一列，只有最左列索引生效：

1556171662203

# 3).范围查询，不能使用索引 。

根据前面的两个字段name ， status 查询是走索引的， 但是最后一个条件address 没有用到索引。

1556172256791

# 4).不要在where中对索引列进行运算操作或函数操作，否则索引将失效。

1556172813715

# 5).当数据类型出现隐式转换时，比如 varchar 不加单引号可能转换为 int 类型时，会使索引无效，触发全表扫描

1556172967493

在查询时，没有对字符串加单引号，MySQL的查询优化器，会自动的进行类型转换，造成索引失效。

# 6).尽量使用覆盖索引，避免select

尽量使用覆盖索引（只访问索引的查询（索引列完全包含查询列）），减少select * 。

1556173928299

如果查询列，超出索引列，也会降低性能。

1556173986068

Extra：

  • using index

    使用覆盖索引的时候就会出现

  • using where

    在查找使用索引的情况下，需要回表去查询所需的数据

  • using index condition

    查找使用了索引，但是需要回表查询数据

  • using index ; using where

    查找使用了索引，但是需要的数据都在索引列中能找到，所以不需要回表查询数据

# 7).用or分割开的条件， 如果or前的条件中的列有索引，而后面的列中没有索引，那么涉及的索引都不会被用到。

示例，name字段是索引列 ， 而createtime不是索引列，中间是or进行连接是不走索引的 ：

explain select * from tb_seller where name='黑马程序员' or createtime = '2088-01-01 12:00:00'\G;
1

1556174994440

# 8).以%开头的Like模糊查询，索引失效。

如果仅仅是尾部模糊匹配，索引不会失效。如果是头部模糊匹配，索引失效。

explain select * from tb_seller where name like "%黑马程序员";
1

1556175114369

解决方案 ：

通过覆盖索引来解决 (不用 select *)

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# 9).如果MySQL评估使用索引比全表更慢，则不使用索引。

我们先给 address 创建索引

create index idx_seller_address on tb_seller(address);
1

在我们表 tb_seller 中，12条地区数据其中11个是北京市

查北京地区的走全表扫描

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使用覆盖查询会走索引

 explain select address  from tb_seller where address='北京市';
1

# 10).is NULL，is NOT NULL 有时索引失效。

和上一条（9）差不多，

1556180634889

# 11).in走索引，not in 索引失效。

在mysql 5.6中

1556249602732

个人理解：not in 判断不存在的，需要对表进行大部分数据扫描，类似于第九条

mysql 5.7中都不失效：

image-20210523131109106

# 12).单列索引和复合索引。

尽量使用复合索引，而少使用单列索引 。

创建复合索引

create index idx_name_sta_address on tb_seller(name, status, address);

--就相当于创建了三个索引 ： 
--	name
--	name + status
--	name + status + address
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创建单列索引

create index idx_seller_name on tb_seller(name);
create index idx_seller_status on tb_seller(status);
create index idx_seller_address on tb_seller(address);
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数据库会选择一个最优的索引（辨识度最高索引）来使用，并不会使用全部索引 。

# 13).使用OR

如果 SQL 中使用了 OR 条件，OR 前的条件列有索引，而后面的列没有索引的话，那么涉及到的索引都不会使用

# 14).使用order by

1.下面的情况是会使用索引的

select * from xxx where c1=xx and c2=xx and c4=xx order by c3
#这种情况是会使用索引的，c1，c2都用上了，且c3实际也算用上了，因为它用来排序了(索引的作用就是查找和排序)
select * from xxx where c1=xx and c2=xx and order by c3
#这两句一样的效果
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2.这时，因为跳过c3对c4排序，c4就没有参与排序，这时是 Using filesort

select * from xxx where c1=xx and c2=xx order by c4 #Using filesort
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3.此种情况，并没有索引失效，虽然使用的const只有c1，但c2、c3也参与了排序(未失效原因是MySQL底层优化)

select * from xxx where c1=xx and c5=xx order by c2,c3 #const 1
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4.order by中并没有受到MySQL的优化，其顺序依然是c3，c2，与索引字段相反了，而使用到的索引只走了c1，没有跟着走c2，然后后面接着的是order by的c3，c2而不是c2c3，所以order by的c3，c2失效了，出现了Using filesort

select * from xxx where c1=xx and c5=xx order by c3,c2 #const1 Using filesort
1

5.在 order by 操作中，排序的列同时也在 where 语句中，是会使用索引的。这里会用到c1，c2两个const，并且c2，c3参与排序

#这两句效果一样
select * from xxx where c1=xx and c2=xx order by c2,c3 #const 1 2
select * from xxx where c1=xx and c2=xx and c5=xxx order by c2,c3 #const 1 2
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6.此时会用到c1，c2两个const，因为走了c1，c2，后面order by又是c3开始的，所以c3参与排序，而且由于c2在where中已经查找出来了，在排序的时候已经是一个常量，就不会参与排序，不会产生Using filesort

select * from xxx where c1=xx and c2=xx and c5=xxx order by c3,c2 #const 1 2
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7.下面这条使用了group by，因为group by分组之前必定会先排序，所以走了c1一个const，没有产生filesort

select * from xxx where c1=xx and c4=xx group by c2,c3 #const 1
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而下面的就不一样，不仅产生Using filesort，还产生了Using temporary。

同样是因为group by分组之前必定会先排序，而排序的索引顺序乱了，会导致临时表产生

select * from xxx where c1=xx and c4=xx group by c3,c2 #const 1  Using filesort Using temporary
1

# 15).使用<>，!=

在索引字段上使用 <>，!=。不等于操作符是永远不会用到索引的，因此对它的处理只会产生全表扫描。

image-20220306211804264

但是如果在复合索引中，只会失效使用<> !=符号之后的索引字段，之前的会生效，且该使用<> !=的索引字段会生效一部分，用于排序

上面的结果最终取决于MySQL底层优化后的，即第几个索引字段使用了<> !=，它后面的会失效，它前面的不会失效

# 查看索引使用情况

在 MySQL 索引的使用过程中，有一个 Handler_read_key 值，这个值表示了某一行被索引值读的次数。 Handler_read_key 的值比较低的话，则表明增加索引得到的性能改善不是很理想，可能索引使用的频率不高。

还有一个值是 Handler_read_rnd_next，这个值高则意味着查询运行效率不高，应该建立索引来进行抢救。这个值的含义是在数据文件中读下一行的请求数。如果正在进行大量的表扫描，Handler_read_rnd_next 的值比较高，就说明表索引不正确或写入的查询没有利用索引。

show status like 'Handler_read%';	--当前会话级别

show global status like 'Handler_read%';	--全局级别
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  • Handler_read_first

    索引中第一条被读的次数。如果较高，表示服务器正执行大量全索引扫描（这个值越低越好）。

  • Handler_read_key

    如果索引正在工作，这个值代表一个行被索引值读的次数，如果值越低，表示索引得到的性能改善不高，因为索引不经常使用（这个值越高越好）。

  • Handler_read_next

    按照键顺序读下一行的请求数。如果你用范围约束或如果执行索引扫描来查询索引列，该值增加。

  • Handler_read_prev

    按照键顺序读前一行的请求数。该读方法主要用于优化ORDER BY ... DESC。

  • Handler_read_rnd

    根据固定位置读一行的请求数。如果你正执行大量查询并需要对结果进行排序该值较高。你可能使用了大量需要MySQL扫描整个表的查询或你的连接没有正确使用键。这个值较高，意味着运行效率低，应该建立索引来补救。

  • Handler_read_rnd_next

    在数据文件中读下一行的请求数。如果你正进行大量的表扫描，该值较高。通常说明你的表索引不正确或写入的查询没有利用索引。

# 练习

假设 index(a,b,c)；

Where 语句 索引是否被使用
where a = 3 Y,使用到 a
where a = 3 and b = 5 Y,使用到 a，b
where a = 3 and b = 5 and c = 4 Y,使用到 a,b,c
where b = 3 或者 where b = 3 and c = 4 或者 where c = 4 N（第二条，左前缀法则）
where a = 3 and c = 5 使用到 a， 但是 c 不可以，b 中间断了
where a = 3 and b > 4 and c = 5 使用到 a 和 b， c 不能用在范围之后，b 断了
where a is null and b is not null is null 支持索引 但是 is not null 不支持
where a <> 3 不能使用索引
where abs(a) =3 不能使用索引
where a = 3 and b like 'kk%' and c = 4 Y,使用到 a,b,c
where a = 3 and b like '%kk' and c = 4 Y,只用到 a
where a = 3 and b like '%kk%' and c = 4 Y,只用到 a
where a = 3 and b like 'k%kk%' and c = 4 Y,使用到 a,b,c
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#MySQL
最后更新: 2022/10/04, 15:10:00
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