数据库查询优化——Mysql索引

工作一年了，也是第一次使用Mysql的索引。添加了索引之后的速度的提升，让我惊叹不已。隔壁的老员工看到我的大惊小怪，平淡地回了一句“那肯定啊”。

对于任何DBMS，索引都是进行优化的最主要的因素。对于少量的数据，没有合适的索引影响不是很大，但是，当随着数据量的增加，性能会急剧下降。

小宝鸽试了一下，2.5万数据单表中，无索引：200ms-700ms，添加索引后10ms-15ms，使用redis缓存1ms-7ms，如果数据量更大的时候，索引效果将会更加明显。更甚者，多表查询。

索引原理

1、除了词典，生活中随处可见索引的例子，如火车站的车次表、图书的目录等。它们的原理都是一样的，通过不断的缩小想要获得数据的范围来筛选出最终想要的结果，同时把随机的事件变成顺序的事件，也就是我们总是通过同一种查找方式来锁定数据。

数据库也是一样，但显然要复杂许多，因为不仅面临着等值查询，还有范围查询(>、<、between、in)、模糊查询(like)、并集查询(or)等等。数据库应该选择怎么样的方式来应对所有的问题呢？我们回想字典的例子，能不能把数据分成段，然后分段查询呢？最简单的如果1000条数据，1到100分成第一段，101到200分成第二段，201到300分成第三段……这样查第250条数据，只要找第三段就可以了，一下子去除了90%的无效数据。但如果是1千万的记录呢，分成几段比较好？稍有算法基础的同学会想到搜索树，其平均复杂度是lgN，具有不错的查询性能。但这里我们忽略了一个关键的问题，复杂度模型是基于每次相同的操作成本来考虑的，数据库实现比较复杂，数据保存在磁盘上，而为了提高性能，每次又可以把部分数据读入内存来计算，因为我们知道访问磁盘的成本大概是访问内存的十万倍左右，所以简单的搜索树难以满足复杂的应用场景。

2、另外，比如学生信息表，添加学生姓名索引，索引是在name上排序的。现在，当查找某个学生信息时，就不需要逐行搜索全表，可以利用索引进行有序查找（如二分查找法），并快速定位到匹配的值，以节省大量搜索时间。

3、是当数据量非常大，查询涉及多个表时，使用索引往往能使查询速度加快成千上万倍。
例如，有3个未索引的表t1、t2、t3，分别只包含列c1、c2、c3，每个表分别含有1000行数据组成，指为1～1000的数值，查找对应值相等行的查询如下所示。

SELECT c1,c2,c3 FROM t1,t2,t3 WHERE c1=c2 AND c1=c3

此查询结果应该为1000行，每行包含3个相等的值。在无索引的情况下处理此查询，必须寻找3个表所有的组合，以便得出与WHERE子句相配的那些行。而可能的组合数目为1000×1000×1000（十亿），显然查询将会非常慢。

如果对每个表进行索引，就能极大地加速查询进程。利用索引的查询处理如下。

（1）从表t1中选择第一行，查看此行所包含的数据。

（2）使用表t2上的索引，直接定位t2中与t1的值匹配的行。类似，利用表t3上的索引，直接定位t3中与来自t1的值匹配的行。

（3）扫描表t1的下一行并重复前面的过程，直到遍历t1中所有的行。

在此情形下，仍然对表t1执行了一个完全扫描，但能够在表t2和t3上进行索引查找直接取出这些表中的行，比未用索引时要快一百万倍。

利用索引，MySQL加速了WHERE子句满足条件行的搜索，而在多表连接查询时，在执行连接时加快了与其他表中的行匹配的速度。

索引的类型

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。

1．普通索引

在创建普通索引时，不附加任何限制条件。这类索引可以创建在任何数据类型中，其值是否唯一和非空由字段本身的完整性约束条件决定。建立索引以后，查询时可以通过索引进行查询。例如，在student表的stu_id字段上建立一个普通索引。查询记录时，就可以根据该索引进行查询。

2．唯一性索引

使用UNIQUE参数可以设置索引为唯一性索引。在创建唯一性索引时，限制该索引的值必须是唯一的。例如，在student表的stu_name字段中创建唯一性索引，那么stu_name字段的值就必需是唯一的。通过唯一性索引，可以更快速地确定某条记录。主键就是一种特殊唯一性索引。

3．全文索引

使用FULLTEXT参数可以设置索引为全文索引。全文索引只能创建在CHAR、VARCHAR或TEXT类型的字段上。查询数据量较大的字符串类型的字段时，使用全文索引可以提高查询速度。例如，student表的information字段是TEXT类型，该字段包含了很多的文字信息。在information字段上建立全文索引后，可以提高查询information字段的速度。MySQL数据库从3.23.23版开始支持全文索引，但只有MyISAM存储引擎支持全文检索。在默认情况下，全文索引的搜索执行方式不区分大小写。但索引的列使用二进制排序后，可以执行区分大小写的全文索引。

4．单列索引

在表中的单个字段上创建索引。单列索引只根据该字段进行索引。单列索引可以是普通索引，也可以是唯一性索引，还可以是全文索引。只要保证该索引只对应一个字段 即可。

5．多列索引

多列索引是在表的多个字段上创建一个索引。该索引指向创建时对应的多个字段，可以通过这几个字段进行查询。但是，只有查询条件中使用了这些字段中第一个字段时，索引才会被使用。例如，在表中的id、name和sex字段上建立一个多列索引，那么，只有查询条件使用了id字段时该索引才会被使用。

6．空间索引

使用SPATIAL参数可以设置索引为空间索引。空间索引只能建立在空间数据类型上，这样可以提高系统获取空间数据的效率。MySQL中的空间数据类型包括GEOMETRY和POINT、LINESTRING和POLYGON等。目前只有MyISAM存储引擎支持空间检索，而且索引的字段不能为空值。对于初学者来说，这类索引很少会用到。

索引的操作

1.添加PRIMARY KEY（主键索引）

mysql>ALTER TABLE `table_name` ADD PRIMARY KEY ( `column` ) 

2.添加UNIQUE(唯一索引)

mysql>ALTER TABLE `table_name` ADD UNIQUE ( `column` ) 

3.添加INDEX(普通索引)

mysql>ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name ( `column` ) 

4.添加FULLTEXT(全文索引)

mysql>ALTER TABLE `table_name` ADD FULLTEXT ( `column`) 

5.添加多列索引

mysql>ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name ( `column1`, `column2`, `column3` )

创建索引

在执行CREATE TABLE语句时可以创建索引，也可以单独用CREATE INDEX或ALTER TABLE来为表增加索引。

1．ALTER TABLE

ALTER TABLE用来创建普通索引、UNIQUE索引或PRIMARY KEY索引。

ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name (column_list) ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE (column_list) ALTER TABLE table_name ADD PRIMARY KEY (column_list)

其中table_name是要增加索引的表名，column_list指出对哪些列进行索引，多列时各列之间用逗号分隔。索引名index_name可选，缺省时，MySQL将根据第一个索引列赋一个名称。另外，ALTER TABLE允许在单个语句中更改多个表，因此可以在同时创建多个索引。

2．CREATE INDEX

CREATE INDEX可对表增加普通索引或UNIQUE索引。

CREATE INDEX index_name ON table_name (column_list)
CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name (column_list)

table_name、index_name和column_list具有与ALTER TABLE语句中相同的含义，索引名不可选。另外，不能用CREATE INDEX语句创建PRIMARY KEY索引。

3．索引类型

在创建索引时，可以规定索引能否包含重复值。如果不包含，则索引应该创建为PRIMARY KEY或UNIQUE索引。对于单列惟一性索引，这保证单列不包含重复的值。对于多列惟一性索引，保证多个值的组合不重复。
PRIMARY KEY索引和UNIQUE索引非常类似。事实上，PRIMARY KEY索引仅是一个具有名称PRIMARY的UNIQUE索引。这表示一个表只能包含一个PRIMARY KEY，因为一个表中不可能具有两个同名的索引。

下面的SQL语句对students表在sid上添加PRIMARY KEY索引。

ALTER TABLE students ADD PRIMARY KEY (sid)

删除索引

可利用ALTER TABLE或DROP INDEX语句来删除索引。类似于CREATE INDEX语句，DROP INDEX可以在ALTER TABLE内部作为一条语句处理，语法如下。

DROP INDEX index_name ON talbe_name ALTER TABLE table_name DROP INDEX index_name ALTER TABLE table_name DROP PRIMARY KEY

其中，前两条语句是等价的，删除掉table_name中的索引index_name。

第3条语句只在删除PRIMARY KEY索引时使用，因为一个表只可能有一个PRIMARY KEY索引，因此不需要指定索引名。如果没有创建PRIMARY KEY索引，但表具有一个或多个UNIQUE索引，则MySQL将删除第一个UNIQUE索引。

如果从表中删除了某列，则索引会受到影响。对于多列组合的索引，如果删除其中的某列，则该列也会从索引中删除。如果删除组成索引的所有列，则整个索引将被删除。

注：一般数据库默认都会为主键生成索引

参考文章：
http://blog.csdn.net/yuanzhuohang/article/details/6497021
http://www.cnblogs.com/hustcat/archive/2009/10/28/1591648.html
http://edu.cnzz.cn/201305/88671f51.shtml