目录
- 索引的声明与使用
- 索引的分类
- 创建索引
- 创建表的时候创建索引
- 在已经存在的表上创建索引
- 索引的删除
- mysql8.0索引新特性
- 索引的设计原则
- 数据准备
- 适合创建索引的情况
- 不适合创建索引的情况
索引的声明与使用
索引的分类
MySQL的索引包括普通索引、唯一性索引、全文索引、单列索引、多列索引和空间索引等。(没有空间索引是因为有的存储引擎不支持空间索引)
- 从功能逻辑上说,索引主要有 4 种,分别是普通索引、唯一索引、主键索引、全文索引。
- 按照物理实现方式,索引可以分为 2 种:聚簇索引和非聚簇索引。
- 按照作用字段个数进行划分,分成单列索引和联合索引。
唯一性索引与唯一性约束是一一对应关系,你给某个字段添加了唯一性约束,它会自动生成唯一性索引,你给某个字段添加了唯一性索引,他会自动具备唯一性约束
主键约束上自动就会有主键索引,主键索引就是聚簇索引,一张表里最多只能有一个主键索引,因为一张表中最多只能有一个主键
创建索引
创建表的时候创建索引
一、隐式的方式创建索引。在声明有主键约束、唯一性约束、外键约束的字段上,会自动的添加相关的索引
CREATE DATABASE dbtest2;
USE dbtest2;
CREATE TABLE dept(
dept_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
dept_name VARCHAR(20)
);
CREATE TABLE emp(
emp_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
emp_name VARCHAR(20) UNIQUE,
dept_id INT,
CONSTRAINT emp_dept_id_fk FOREIGN KEY(dept_id) REFERENCES dept(dept_id)
);
二、显式的方式创建
语法:
CREATE TABLE table_name [col_name data_type] [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] [INDEX | KEY] [index_name] (col_name [length]) [ASC |
DESC]
# 1. UNIQUE、FULLTEXT、SPATIAL为可选参数,分别表示唯一索引、全文索引和空间索引;
#2. INDEX与KEY的作用相同,用来指定创建索引,INDEX较常用;
#3. index_name指定索引的名称(给索引起别名),为可选参数,如果不指定,那么MySQL默认col_name为索引名;
#4. col_name为需要创建索引的字段列,该列必须从数据表中定义的多个列中选择;
#5. length为可选参数,表示索引的长度,只有字符串类型的字段才能指定索引长度;
#6. ASC或DESC指定升序或者降序的索引值存储。
- 创建普通的索引
CREATE TABLE book(
book_id INT ,
book_name VARCHAR(100),
AUTHORS VARCHAR(100),
info VARCHAR(100) ,
COMMENT VARCHAR(100),
year_publication YEAR,
#声明索引
INDEX idx_bname(book_name)
);
通过命令查看索引:
#方式1:在命令行中
SHOW CREATE TABLE book;
#方式2:在软件中
SHOW INDEX FROM book;
性能分析工具:EXPLAIN
EXPLAIN SELECT * FROM book WHERE book_name = 'mysql高级';
- 创建唯一索引:声明有唯一索引的字段,在添加数据时,要保证唯一性,但是可以添加null,null可以多次添加
CREATE TABLE book1(
book_id INT ,
book_name VARCHAR(100),
AUTHORS VARCHAR(100),
info VARCHAR(100) ,
COMMENT VARCHAR(100),
year_publication YEAR,
#声明索引
UNIQUE INDEX uk_idx_cmt(COMMENT)
);
SHOW INDEX FROM book1;
INSERT INTO book1(book_id,book_name,COMMENT)
VALUES(1,'Mysql高级','适合有数据库开发经验的人员学习');
INSERT INTO book1(book_id,book_name,COMMENT)
VALUES(2,'Mysql高级',NULL);
SELECT * FROM book1;
- 主键索引:
(1)通过定义主键约束的方式定义主键索引
CREATE TABLE book2(
book_id INT PRIMARY KEY ,
book_name VARCHAR(100),
AUTHORS VARCHAR(100),
info VARCHAR(100) ,
COMMENT VARCHAR(100),
year_publication YEAR
);
SHOW INDEX FROM book2;
(2)通过删除主键约束的方式删除主键索引:ALTER TABLE book2 DROP PRIMARY KEY;
- 创建单列索引
我们前面定义的都是单列索引,单列索引的Seq_in_index都为1 - 创建联合索引
CREATE TABLE book4(
book_id INT ,
book_name VARCHAR(100),
AUTHORS VARCHAR(100),
info VARCHAR(100) ,
COMMENT VARCHAR(100),
year_publication YEAR,
#声明索引
INDEX mul_bid_bname_info(book_id,book_name,info)
);
SHOW INDEX FROM book4;
分析:我们按照上面建了索引,显然二叉树是根据book_id排序的(因为book_id是第一个字段),那么在查询中,只要使用了book_id作为限定条件,就会走索引:
EXPLAIN SELECT * FROM book4 WHERE book_id = 1001 AND book_name = 'mysql';
没有使用book_id查询,不会走索引:
EXPLAIN SELECT * FROM book4 WHERE book_name = 'mysql';
- 创建全文索引
CREATE TABLE test4(
id INT NOT NULL,
NAME CHAR(30) NOT NULL,
age INT NOT NULL,
info VARCHAR(255),
FULLTEXT INDEX futxt_idx_info(info(50))# 建立索引时,字段可能比较长,我们可以取前50个字符
)
CREATE TABLE `papers` (
id int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
title varchar(200) DEFAULT NULL,
content text,
PRIMARY KEY (id),
FULLTEXT KEY title (title,content)
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8;
# 在MySQL5.7及之后版本中可以不指定最后的ENGINE了,因为在此版本中InnoDB支持全文索引
以这种方式创建的索引,在查询时建议使用match+against方式查询:SELECT * FROM papers WHERE MATCH(title,content) AGAINST (‘查询字符串’);
取代SELECT * FROM papers WHERE content LIKE ‘%查询字符串%’;
,前者比后者快N倍,但是可能存在精度问题
如果需要全文索引的是大量数据,建议先添加数据,再创建索引。因为不断加数据的时候,索引也会跟着变,添加数据比较慢
- 空间索引创建中,要求空间类型的字段必须为非空 。
举例:创建表test5,在空间类型为GEOMETRY的字段上创建空间索引,SQL语句如下:
CREATE TABLE test5(
geo GEOMETRY NOT NULL,
SPATIAL INDEX spa_idx_geo(geo)
) ENGINE=MyISAM;
在已经存在的表上创建索引
可以使用ALTER TABLE
语句或者CREATE INDEX
语句。
一、ALTER TABLE
语法:ALTER TABLE table_name ADD [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] [INDEX | KEY] [index_name] (col_name[length],...) [ASC | DESC]
CREATE TABLE book5(
book_id INT ,
book_name VARCHAR(100),
AUTHORS VARCHAR(100),
info VARCHAR(100) ,
COMMENT VARCHAR(100),
year_publication YEAR
);
SHOW INDEX FROM book5;
ALTER TABLE book5 ADD INDEX idx_cmt(COMMENT);
ALTER TABLE book5 ADD UNIQUE uk_idx_bname(book_name);
ALTER TABLE book5 ADD INDEX mul_bid_bname_info(book_id,book_name,info);
二、CREATE INDEX
语法:CREATE [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] INDEX index_name ON table_name (col_name[length],...) [ASC | DESC]
CREATE TABLE book6(
book_id INT ,
book_name VARCHAR(100),
AUTHORS VARCHAR(100),
info VARCHAR(100) ,
COMMENT VARCHAR(100),
year_publication YEAR
);
SHOW INDEX FROM book6;
CREATE INDEX idx_cmt ON book6(COMMENT);
CREATE UNIQUE INDEX uk_idx_bname ON book6(book_name);
CREATE INDEX mul_bid_bname_info ON book6(book_id,book_name,info);
索引的删除
对于联合索引,比如我给字段a、b、c添加了联合索引,然后我删除了字段c,那么联合索引就变成了a、b的联合索引了
mysql8.0索引新特性
索引的设计原则
数据准备
一、创建数据库、创建表
CREATE DATABASE atguigudb1;
USE atguigudb1;
#1.创建学生表和课程表
CREATE TABLE `student_info` (
`id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`student_id` INT NOT NULL ,
`name` VARCHAR(20) DEFAULT NULL,
`course_id` INT NOT NULL ,
`class_id` INT(11) DEFAULT NULL,
`create_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
CREATE TABLE `course` (
`id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`course_id` INT NOT NULL ,
`course_name` VARCHAR(40) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
二、创建模拟数据必需的存储函数
#函数1:创建随机产生字符串函数
DELIMITER //
CREATE FUNCTION rand_string(n INT)
RETURNS VARCHAR(255) #该函数会返回一个字符串
BEGIN
DECLARE chars_str VARCHAR(100) DEFAULT
'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFJHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';
DECLARE return_str VARCHAR(255) DEFAULT '';
DECLARE i INT DEFAULT 0;
WHILE i < n DO
SET return_str =CONCAT(return_str,SUBSTRING(chars_str,FLOOR(1+RAND()*52),1));
SET i = i + 1;
END WHILE;
RETURN return_str;
END //
DELIMITER ;
#函数2:创建随机数函数
DELIMITER //
CREATE FUNCTION rand_num (from_num INT ,to_num INT) RETURNS INT(11)
BEGIN
DECLARE i INT DEFAULT 0;
SET i = FLOOR(from_num +RAND()*(to_num - from_num+1)) ;
RETURN i;
END //
DELIMITER ;
创建函数,假如报错:This function has none of DETERMINISTIC......
,由于开启过慢查询日志bin-log,我们就必须为我们的function指定一个参数。
主从复制:主机会将写操作记录在bin-log日志中。从机读取bin-log日志,执行语句来同步数据。如果使用函数来操作数据,会导致从机和主机操作时间不一致。所以,默认情况下,mysql不开启创建函数设置。
查看mysql是否允许创建函数:show variables like 'log_bin_trust_function_creators';
允许创建函数设置:set global log_bin_trust_function_creators=1; # 不加global只是当前窗口有效。
mysqld重启,上述参数又会消失。永久方法:
- windows下:my.ini[mysqld]加上:
log_bin_trust_function_creators=1
- linux下:/etc/my.cnf下my.cnf[mysqld]加上:
log_bin_trust_function_creators=1
三、创建插入模拟数据的存储过程
# 存储过程1:创建插入课程表存储过程
DELIMITER //
CREATE PROCEDURE insert_course( max_num INT )
BEGIN
DECLARE i INT DEFAULT 0;
SET autocommit = 0; #设置手动提交事务
REPEAT #循环
SET i = i + 1; #赋值
INSERT INTO course (course_id, course_name ) VALUES
(rand_num(10000,10100),rand_string(6));
UNTIL i = max_num
END REPEAT;
COMMIT; #提交事务
END //
DELIMITER ;
# 存储过程2:创建插入学生信息表存储过程
DELIMITER //
CREATE PROCEDURE insert_stu( max_num INT )
BEGIN
DECLARE i INT DEFAULT 0;
SET autocommit = 0; #设置手动提交事务
REPEAT #循环
SET i = i + 1; #赋值
INSERT INTO student_info (course_id, class_id ,student_id ,NAME ) VALUES
(rand_num(10000,10100),rand_num(10000,10200),rand_num(1,200000),rand_string(6));
UNTIL i = max_num
END REPEAT;
COMMIT; #提交事务
END //
DELIMITER ;
四、调用存储过程
CALL insert_course(100);
CALL insert_stu(1000000);
适合创建索引的情况
一、字段的数值有唯一性的限制
二、频繁作为 WHERE 查询条件的字段
某个字段在SELECT语句的 WHERE 条件中经常被使用到,那么就需要给这个字段创建索引了。尤其是在数据量大的情况下,创建普通索引就可以大幅提升数据查询的效率。
比如student_info数据表(含100万条数据),假设我们想要查询 student_id=123110 的用户信息。
#查看当前stduent_info表中的索引
SHOW INDEX FROM student_info;
#student_id字段上没有索引的:
SELECT course_id, class_id, NAME, create_time, student_id
FROM student_info
WHERE student_id = 123110; #276ms
#给student_id字段添加索引
ALTER TABLE student_info
ADD INDEX idx_sid(student_id);
#student_id字段上有索引的:
SELECT course_id, class_id, NAME, create_time, student_id
FROM student_info
WHERE student_id = 123110; #43ms
三、经常 GROUP BY 和 ORDER BY 的列
索引就是让数据按照某种顺序进行存储或检索,因此当我们使用 GROUP BY 对数据进行分组查询,或者使用 ORDER BY 对数据进行排序的时候,就需要对分组或者排序的字段进行索引。如果待排序的列有多个,那么可以在这些列上建立组合索引 。
#student_id字段上有索引的:
SELECT student_id, COUNT(*) AS num
FROM student_info
GROUP BY student_id LIMIT 100; #41ms
#删除idx_sid索引
DROP INDEX idx_sid ON student_info;
#student_id字段上没有索引的:
SELECT student_id, COUNT(*) AS num
FROM student_info
GROUP BY student_id LIMIT 100; #866ms
- 单独创建两个索引:
#再测试:
SHOW INDEX FROM student_info;
#添加单列索引
ALTER TABLE student_info
ADD INDEX idx_sid(student_id);
ALTER TABLE student_info
ADD INDEX idx_cre_time(create_time);
SELECT student_id, COUNT(*) AS num FROM student_info
GROUP BY student_id
ORDER BY create_time DESC
LIMIT 100; #5.212s
#修改sql_mode
SELECT @@sql_mode;
SET @@sql_mode = 'STRICT_TRANS_TABLES,NO_ZERO_IN_DATE,NO_ZERO_DATE,ERROR_FOR_DIVISION_BY_ZERO,NO_ENGINE_SUBSTITUTION';
由于SQL底层执行顺序先执行from,再执行GROUP BY,再执行ORDER BY,所以上述代码其实只有idx_sid(student_id)索引生效了
- 添加联合索引
(1)student_id,create_time
#添加联合索引
ALTER TABLE student_info
ADD INDEX idx_sid_cre_time(student_id,create_time DESC);
#因为经常使用create_time降序排列,所以可以在添加索引时,指定DESC
SELECT student_id, COUNT(*) AS num FROM student_info
GROUP BY student_id
ORDER BY create_time DESC
LIMIT 100; #0.257s
此时使用的就是联合索引,先使用student_id索引,再使用create_time索引
(2)create_time,student_id
ALTER TABLE student_info
ADD INDEX idx_cre_time_sid(create_time DESC,student_id);
DROP INDEX idx_sid_cre_time ON student_info;# 删除掉刚才创建的student_id,create_time联合索引
SELECT student_id, COUNT(*) AS num FROM student_info
GROUP BY student_id
ORDER BY create_time DESC
LIMIT 100; #3.790s
由于SQL底层执行顺序先执行from,再执行GROUP BY,再执行ORDER BY,所以上述代码其实只有idx_sid(student_id)索引生效了,联合索引压根没使用
如果只有GROUP BY,对GROUP BY的字段建立索引
如果只有ORDER BY,对ORDER BY的字段建立索引
如果同时有GROUP BY和ORDER BY,可以考虑建立联合索引,联合索引一定要把GROUP BY的字段写在前面,ORDER BY的字段写在后面
四、UPDATE、DELETE 的 WHERE 条件列
#④ UPDATE、DELETE 的 WHERE 条件列
SHOW INDEX FROM student_info;
UPDATE student_info SET student_id = 10002
WHERE NAME = '462eed7ac6e791292a79'; #0.633s
#添加索引
ALTER TABLE student_info
ADD INDEX idx_name(NAME);
UPDATE student_info SET student_id = 10001
WHERE NAME = '462eed7ac6e791292a79'; #0.001s
对数据按照某个条件进行查询后再进行 UPDATE 或 DELETE 的操作,如果对 WHERE 字段创建了索引,就能大幅提升效率。是因为我们需要先根据 WHERE 条件列检索出来这条记录,然后再对它进行更新或删除。如果进行更新的时候,更新的字段是非索引字段,提升的效率会更明显,这是因为非索引字段更新不需要对索引进行维护。
五、DISTINCT 字段需要创建索引
有时候我们需要对某个字段进行去重,使用 DISTINCT,那么对这个字段创建索引,也会提升查询效率。比如,我们想要查询课程表中不同的 student_id 都有哪些,如果我们没有对 student_id 创建索引,执行SQL 语句:SELECT DISTINCT(student_id) FROM
student_info;
运行结果(600637 条记录,运行时间 0.683s ):
如果我们对 student_id 创建索引,再执行 SQL 语句:SELECT DISTINCT(student_id) FROM
student_info;
运行结果(600637 条记录,运行时间 0.010s ):
你能看到 SQL 查询效率有了提升,同时显示出来的 student_id 还是按照 递增的顺序 进行展示的。这是因为索引会对数据按照某种顺序进行排序,所以在去重的时候也会快很多。
六、多表 JOIN 连接操作时,创建索引注意事项
首先,连接表的数量尽量不要超过 3 张,因为每增加一张表就相当于增加了一次嵌套的循环,数量级增长会非常快(3张表就是n的3次方),严重影响查询的效率。
其次,对WHERE条件创建索引 ,因为WHERE才是对数据条件的过滤。
最后,对用于连接的字段创建索引,并且该字段在多张表中的类型必须一致。比如course_id在student_info表和course表中都为 int(11) 类型,而不能一个为int另一个为varchar类型,虽然一个为int另一个为varchar类型能把数据查出来,但是它存在隐式转换(将varchar转为int),一旦进行隐式转换,就会使用函数,一使用函数,索引就失效了,再进行查询时就不会使用索引了
如果我们只对student_id创建索引,执行SQL语句:
SELECT course_id, name, student_info.student_id, course_name
FROM student_info JOIN course
ON student_info.course_id = course.course_id
WHERE name = '462eed7ac6e791292a79';
运行结果:1条数据,运行时间0.189s。然后我们对name创建索引,再执行上面的SQL语句,运行时间为 0.002s 。
七、使用列的类型小的创建索引
八、使用字符串前缀创建索引
如果要给一个很长的字符串创建索引,那么再B+树上,非叶子节点、叶子节点都需要保存这个很长的字符串,占用空间很大,进行比较时很耗时。如果这个很长的字符串还是主键的话,二级索引也完蛋啦!所以不要将很长的字符串作为主键!
创建一张商户表,因为地址字段比较长,在地址字段上建立前缀索引(取前12个字符):
create table shop(address varchar(120) not null);
alter table shop add index(address(12));
可能某几个字符串他们前12个字符一样,后面的不一样,你只给前12个建立索引也没有影响,因为他们每个对应的主键不一样,根据主键回表即可。
问题是,截取多少呢?截取得多了,达不到节省索引存储空间的目的;截取得少了,重复内容太多,字段的散列度(选择性)会降低。怎么计算不同的长度的选择性呢?先看一下字段在全部数据中的选择度:
通过不同长度去计算,与全表的选择性对比,公式:count(distinct left(列名, 索引长度))/count(*)
,例如:
select count(distinct left(address,10)) / count(*) as sub10, -- 截取前10个字符的选择度
count(distinct left(address,15)) / count(*) as sub11, -- 截取前15个字符的选择度
count(distinct left(address,20)) / count(*) as sub12, -- 截取前20个字符的选择度
count(distinct left(address,25)) / count(*) as sub13 -- 截取前25个字符的选择度
from shop;
原则:越接近1越好,差别不大时截短一点。
引申另一个问题:索引列前缀对排序的影响
拓展:Alibaba《Java开发手册》
【 强制 】在varchar字段上建立索引时,必须指定索引长度,没必要对全字段建立索引,根据实际文本区分度决定索引长度。
说明:索引的长度与区分度是一对矛盾体,一般对字符串类型数据,长度为 20 的索引,区分度会高达90%以上,可以使用`count(distinct left(列名, 索引长度))/count(*)`的区分度来确定。
不适合创建索引的情况
索引最终生成的B+树的节点都是有序的,默认都是升序排序,如果使用无序的值,虽然他们满足唯一且非空的特征,但是插入时可能造成也分裂,所以一般主键都是递增的,节点可以直接放在右边