MySQL索引分析和優化（轉） - Focus On LAMP

MySQL索引分析和優化（轉）

由 kcloze
發表于：2012/05/15 3:56 星期二

一、什么是索引？

索引用來快速地尋找那些具有特定值的記錄，所有MySQL索引都以 B-樹的形式保存。如果沒有索引，執行查詢時MySQL必須從第一個記錄開始掃描整個表的所有記錄，直至找到符合要求的記錄。表里面的記錄數量越多，這個 操作的代價就越高。如果作為搜索條件的列上已經創建了索引，MySQL無需掃描任何記錄即可迅速得到目標記錄所在的位置。如果表有1000個記錄，通過索 引查找記錄至少要比順序掃描記錄快100倍。

假設我們創建了一個名為people的表：

1	CREATE TABLE people ( peopleid SMALLINT NOT NULL , name CHAR (50) NOT NULL );

然后，我們完全隨機把1000個不同name值插入到people表。下圖顯示了people表所在數據文件的一小部分：

可以看到，在數據文件中name列沒有任何明確的次序。如果我們創建了name列的索引，MySQL將在索引中排序name列：

對于索引中的每一項，MySQL在內部為它保存一個數據文件中實際記錄所在位置的“指針”。因此，如果我們要查找name等于“Mike”記錄的 peopleid（SQL命令為“SELECT peopleid FROM people WHERE name=’Mike’;”），MySQL能夠在name的索引中查找“Mike”值，然后直接轉到數據文件中相應的行，準確地返回該行的 peopleid（999）。在這個過程中，MySQL只需處理一個行就可以返回結果。如果沒有“name”列的索引，MySQL要掃描數據文件中的所有 記錄，即1000個記錄！顯然，需要MySQL處理的記錄數量越少，則它完成任務的速度就越快。

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二、索引的類型

MySQL提供多種索引類型供選擇：

普通索引

這是最基本的索引類型，而且它沒有唯一性之類的限制。普通索引可以通過以下幾種方式創建：

1.創建索引，例如CREATE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表);

2.修改表，例如ALTER TABLE tablename ADD INDEX [索引的名字] (列的列表);

3.創建表的時候指定索引，例如CREATE TABLE tablename ( [...], INDEX [索引的名字] (列的列表) );

唯一性索引

這種索引和前面的“普通索引”基本相同，但有一個區別：索引列的所有值都只能出現一次，即必須唯一。唯一性索引可以用以下幾種方式創建：

1.創建索引，例如CREATE UNIQUE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表);

2.修改表，例如ALTER TABLE tablename ADD UNIQUE [索引的名字] (列的列表);

3.創建表的時候指定索引，例如CREATE TABLE tablename ( [...], UNIQUE [索引的名字] (列的列表) );

主鍵

主鍵是一種唯一性索引，但它必須指定為“PRIMARY KEY”。如果你曾經用過AUTO_INCREMENT類型的列，你可能已經熟悉主鍵之類的概念了。主鍵一般在創建表的時候指定，例如“CREATE TABLE tablename ( [...], PRIMARY KEY (列的列表) ); ”。但是，我們也可以通過修改表的方式加入主鍵，例如“ALTER TABLE tablename ADD PRIMARY KEY (列的列表); ”。每個表只能有一個主鍵。

全文索引

MySQL從3.23.23版開始 支持全文索引和全文檢索。在MySQL中，全文索引的索引類型為FULLTEXT。全文索引可以在VARCHAR或者TEXT類型的列上創建。它可以通過 CREATE TABLE命令創建，也可以通過ALTER TABLE或CREATE INDEX命令創建。對于大規模的數據集，通過ALTER TABLE（或者CREATE INDEX）命令創建全文索引要比把記錄插入帶有全文索引的空表更快。本文下面的討論不再涉及全文索引，要了解更多信息，請參見MySQL documentation。

三、單列索引與多列索引

索引可以是單列索引，也可以是多列索引。下面我們通過具體的例子來說明這兩種索引的區別。假設有這樣一個people表：

1 2	CREATE TABLE people ( peopleid SMALLINT NOT NULL AUTO_INCREMENT, firstname CHAR (50) NOT NULL , lastname CHAR (50) NOT NULL , age SMALLINT NOT NULL , townid SMALLINT NOT NULL , PRIMARY KEY (peopleid) );

下面是我們插入到這個people表的數據：

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這個數據片段中有四個名字為“Mikes”的人（其中兩個姓Sullivans，兩個姓McConnells），有兩個年齡為17歲的人，還有一個名字與眾不同的Joe Smith。

這個表的主要用途是根據指定的用戶姓、名以及年齡返回相應的peopleid。例如，我們可能需要查找姓名為Mike Sullivan、年齡17歲用戶的peopleid（SQL命令為SELECT peopleid FROM people WHERE firstname=’Mike’ AND lastname=’Sullivan’ AND age=17;）。由于我們不想讓MySQL每次執行查詢就去掃描整個表，這里需要考慮運用索引。

首先，我們可以考慮在單個列上 創建索引，比如firstname、lastname或者age列。如果我們創建firstname列的索引（ALTER TABLE people ADD INDEX firstname (firstname);），MySQL將通過這個索引迅速把搜索范圍限制到那些firstname=’Mike’的記錄，然后再在這個“中間結果集”上 進行其他條件的搜索：它首先排除那些lastname不等于“Sullivan”的記錄，然后排除那些age不等于17的記錄。當記錄滿足所有搜索條件之 后，MySQL就返回最終的搜索結果。

由于建立了firstname列的索引，與執行表的完全掃描相比，MySQL的效率提高了 很多，但我們要求MySQL掃描的記錄數量仍舊遠遠超過了實際所需要的。雖然我們可以刪除firstname列上的索引，再創建lastname或者 age列的索引，但總地看來，不論在哪個列上創建索引搜索效率仍舊相似。

為了提高搜索效率，我們需要考慮運用多列索引。如果為firstname、lastname和age這三個列創建一個多列索引，MySQL只需一次檢索就能夠找出正確的結果！下面是創建這個多列索引的SQL命令：

1	ALTER TABLE people ADD INDEX fname_lname_age (firstname,lastname,age);

由于索引文件以B-樹格式保存，MySQL能夠立即轉到合適的firstname，然后再轉到合適的lastname，最后轉到合適的age。在沒有掃描數據文件任何一個記錄的情況下，MySQL就正確地找出了搜索的目標記錄！

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那么，如果在firstname、lastname、age這三個列上分別創建單列索引，效果是否和創建一個firstname、lastname、 age的多列索引一樣呢？答案是否定的，兩者完全不同。當我們執行查詢的時候，MySQL只能使用一個索引。如果你有三個單列的索引，MySQL會試圖選 擇一個限制最嚴格的索引。但是，即使是限制最嚴格的單列索引，它的限制能力也肯定遠遠低于firstname、lastname、age這三個列上的多列 索引。

四、最左前綴

多列索引還有另外一個優點，它通過稱為最左前綴 （Leftmost Prefixing）的概念體現出來。繼續考慮前面的例子，現在我們有一個firstname、lastname、age列上的多列索引，我們稱這個索引 為fname_lname_age。當搜索條件是以下各種列的組合時，MySQL將使用fname_lname_age索引：

firstname，lastname，age

firstname，lastname

firstname

從另一方面理解，它相當于我們創建了(firstname，lastname，age)、(firstname，lastname)以及(firstname)這些列組合上的索引。下面這些查詢都能夠使用這個fname_lname_age索引：

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SELECT peopleid FROM people WHERE firstname= 'Mike' AND lastname= 'Sullivan' AND age= '17' ; SELECT peopleid FROM people WHERE firstname= 'Mike' AND lastname= 'Sullivan' ; SELECT peopleid FROM people WHERE firstname= 'Mike' ; ? The following queries cannot use the index at all : ? SELECT peopleid FROM people WHERE lastname= 'Sullivan' ; ? SELECT peopleid FROM people WHERE age= '17' ; ? SELECT peopleid FROM people WHERE lastname= 'Sullivan' AND age= '17' ;

五、選擇索引列

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在性能優化過程中，選擇在哪些列上創建索引是最重要的步驟之一。可以考慮使用索引的主要有兩種類型的列：在WHERE子句中出現的列，在join子句中出現的列。請看下面這個查詢：

1 2 3

SELECT age ## 不使用索引 FROM people WHERE firstname= 'Mike' ## 考慮使用索引 AND lastname= 'Sullivan' ## 考慮使用索引

這個查詢與前面的查詢略有不同，但仍屬于簡單查詢。由于age是在SELECT部分被引用，MySQL不會用它來限制列選擇操作。因此，對于這個查詢來說，創建age列的索引沒有什么必要。下面是一個更復雜的例子：

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SELECT people.age, ##不使用索引 town. name ##不使用索引 FROM people LEFT JOIN town ON people.townid=town.townid ##考慮使用索引 WHERE firstname= 'Mike' ##考慮使用索引 AND lastname= 'Sullivan' ##考慮使用索引

與前面的例子一樣，由于firstname和lastname出現在WHERE子句中，因此這兩個列仍舊有創建索引的必要。除此之外，由于town表的townid列出現在join子句中，因此我們需要考慮創建該列的索引。

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那么，我們是否可以簡單地認為應該索引WHERE子句和join子句中出現的每一個列呢？差不多如此，但并不完全。我們還必須考慮到對列進行比較的操作 符類型。MySQL只有對以下操作符才使用索引：<，<=，=，>，>=，BETWEEN，IN，以及某些時候的LIKE。可以 在LIKE操作中使用索引的情形是指另一個操作數不是以通配符（%或者_）開頭的情形。例如

1	SELECT peopleid FROM people WHERE firstname LIKE ‘Mich%’;

這個查詢將使用索引，但

1	SELECT peopleid FROM people WHERE firstname LIKE ‘%ike’;

這個查詢不會使用索引。

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六、分析索引效率

現在我們已經知道了一些如何選擇索引列的知識，但還無法判斷哪一個最有效。MySQL提供了一個內建的SQL命令幫助。

from:http://www.kuqin.com/database/20080922/19367.html

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