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MySQL索引分析和优化

索引用来快速地寻找那些具有特定值的记录,所有MySQL索引都以B-树的形式保存。如果没有索引,执行查询时MySQL必须从第一个记录开始扫描整个表的所有记录,直至找到符合要求的记录。表里面的记录数量越多,这个操作的代价就越高。如果作为搜索条件的列上已经创建了索引,MySQL无需扫描任何记录即可迅速得到目标记录所在的位置。如果表有1000个记录,通过索引查找记录至少要比顺序扫描记录快100倍。BSD爱好者乐园K@-C9~8T$k
BSD爱好者乐园!YU/t8R-m
假设我们创建了一个名为people的表:BSD爱好者乐园:J)Uug+A

+nbA'b0{6fHK Z
CREATE TABLE people ( peopleid SMALLINT NOT NULL, name CHAR(50) NOT NULL );
BSD爱好者乐园V/@7Pr QZ9g!{b8r

$^B_5ead然后,我们完全随机把1000个不同name值插入到people表。下图显示了people表所在数据文件的一小部分:
+`4k#| Y/kK
SaK$tw(a


Q2XJ.r[haq0QBSD爱好者乐园@-sFlG#N
1.gif

{Z4VX F MiBSD爱好者乐园Sa/R FQs:K-X

%S/? ^J"H XJcY)O可以看到,在数据文件中name列没有任何明确的次序。如果我们创建了name列的索引,MySQL将在索引中排序name列:BSD爱好者乐园"y*Ss%H-^|"C;H9nx

H:th;oF5T
;iI A2mj M9q:h

BSD爱好者乐园'^q8[u:?Y.h

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$HHvT+`)q,u5bBSD爱好者乐园zS-~0H7|2aL)D z%{
BSD爱好者乐园3ta!q(@*_ B'M"o
对于索引中的每一项,MySQL在内部为它保存一个数据文件中实际记录所在位置的“指针”。因此,如果我们要查找name等于“Mike”记录的peopleid(SQL命令为“SELECT peopleid FROM people WHERE name='Mike';”),MySQL能够在name的索引中查找“Mike”值,然后直接转到数据文件中相应的行,准确地返回该行的peopleid(999)。在这个过程中,MySQL只需处理一个行就可以返回结果。如果没有“name”列的索引,MySQL要扫描数据文件中的所有记录,即1000个记录!显然,需要MySQL处理的记录数量越少,则它完成任务的速度就越快。
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索引的类型BSD爱好者乐园.gF {)DY.^A/p+f0K
BSD爱好者乐园%}C6m-_(F C tT
MySQL提供多种索引类型供选择:BSD爱好者乐园+{x7}0]!?g1Dclm
BSD爱好者乐园fl z9XK!?
普通索引
Bd Z/D5U8XBSD爱好者乐园0r,i5e[l$A*l;pb
这是最基本的索引类型,而且它没有唯一性之类的限制。普通索引可以通过以下几种方式创建:BSD爱好者乐园 t-z~q.M`['m
BSD爱好者乐园U6nyp An

5C&\.x ba7Vv
创建索引,例如CREATE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表);修改表,例如ALTER TABLE tablename ADD INDEX [索引的名字] (列的列表);创建表的时候指定索引,例如CREATE TABLE tablename ( [...], INDEX [索引的名字] (列的列表) );

!o,Z7tI!f4e/C3fBSD爱好者乐园MU x'kpfo
唯一性索引
Zj i7GiXgPuBSD爱好者乐园"P%V u4m0NzE:fZ$u t
这种索引和前面的“普通索引”基本相同,但有一个区别:索引列的所有值都只能出现一次,即必须唯一。唯一性索引可以用以下几种方式创建:BSD爱好者乐园D#o I Arx hzJN

%o6^JQm{BSD爱好者乐园TRD:o Q Y1K i^U
创建索引,例如CREATE UNIQUE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表);修改表,例如ALTER TABLE tablename ADD UNIQUE [索引的名字] (列的列表);创建表的时候指定索引,例如CREATE TABLE tablename ( [...], UNIQUE [索引的名字] (列的列表) );

pu&iY#U$Wt
.\k(I!{{主键
@ zp `N0e'{
` Z,y%J#eH[%x-j r_主键是一种唯一性索引,但它必须指定为“PRIMARY KEY”。如果你曾经用过AUTO_INCREMENT类型的列,你可能已经熟悉主键之类的概念了。主键一般在创建表的时候指定,例如“CREATE TABLE tablename ( [...], PRIMARY KEY (列的列表) ); ”。但是,我们也可以通过修改表的方式加入主键,例如“ALTER TABLE tablename ADD PRIMARY KEY (列的列表); ”。每个表只能有一个主键。
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全文索引BSD爱好者乐园YQz}hp1F
BSD爱好者乐园3? wrkL+^ io1E(w,K
MySQL从3.23.23版开始支持全文索引和全文检索。在MySQL中,全文索引的索引类型为FULLTEXT。全文索引可以在VARCHAR或者TEXT类型的列上创建。它可以通过CREATE TABLE命令创建,也可以通过ALTER TABLE或CREATE INDEX命令创建。对于大规模的数据集,通过ALTER TABLE(或者CREATE INDEX)命令创建全文索引要比把记录插入带有全文索引的空表更快。本文下面的讨论不再涉及全文索引,要了解更多信息,请参见MySQL documentation。BSD爱好者乐园:X^/L h?%\9j2}(m
BSD爱好者乐园0m B ]#k&W K
单列索引与多列索引
9w3EO5v#c ~N%oN MBSD爱好者乐园 ~a4e cl ]q
索引可以是单列索引,也可以是多列索引。下面我们通过具体的例子来说明这两种索引的区别。假设有这样一个people表:
"BEu(@2y u t,cu
I{gh6I5AI%t
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) );

}lT2SI*e[BSD爱好者乐园"z&d'^ ef&[ ]8P n
下面是我们插入到这个people表的数据:BSD爱好者乐园%}#ZL+V8k;I3v V

BSD爱好者乐园Ej\H]cc$dh
BSD爱好者乐园jt+V6oo/z{C
3.gif

(D-J vV;D&y]BSD爱好者乐园CEA^6nKb6].a?

Ori V1s7OE这个数据片段中有四个名字为“Mikes”的人(其中两个姓Sullivans,两个姓McConnells),有两个年龄为17岁的人,还有一个名字与众不同的Joe Smith。
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Y;QXy OsvM这个表的主要用途是根据指定的用户姓、名以及年龄返回相应的peopleid。例如,我们可能需要查找姓名为Mike Sullivan、年龄17岁用户的peopleid(SQL命令为SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan' AND age=17;)。由于我们不想让MySQL每次执行查询就去扫描整个表,这里需要考虑运用索引。
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L"O6T$cQW首先,我们可以考虑在单个列上创建索引,比如firstname、lastname或者age列。如果我们创建firstname列的索引(ALTER TABLE people ADD INDEX firstname (firstname);),MySQL将通过这个索引迅速把搜索范围限制到那些firstname='Mike'的记录,然后再在这个“中间结果集”上进行其他条件的搜索:它首先排除那些lastname不等于“Sullivan”的记录,然后排除那些age不等于17的记录。当记录满足所有搜索条件之后,MySQL就返回最终的搜索结果。
;~,J { bHW
?)p)~l#_K由于建立了firstname列的索引,与执行表的完全扫描相比,MySQL的效率提高了很多,但我们要求MySQL扫描的记录数量仍旧远远超过了实际所需要的。虽然我们可以删除firstname列上的索引,再创建lastname或者age列的索引,但总地看来,不论在哪个列上创建索引搜索效率仍旧相似。BSD爱好者乐园d&L?@zSMP;jf

/Ef&m_Uq$L+\I#y为了提高搜索效率,我们需要考虑运用多列索引。如果为firstname、lastname和age这三个列创建一个多列索引,MySQL只需一次检索就能够找出正确的结果!下面是创建这个多列索引的SQL命令:BSD爱好者乐园W-d*h,uI-h u^n
BSD爱好者乐园-e+d+EbQC
BSD爱好者乐园M,MU`pf
ALTER TABLE people ADD INDEX fname_lname_age (firstname,lastname,age);

'Wvh8qD.OrsBSD爱好者乐园9`Q:BJ!|z l0`
由于索引文件以B-树格式保存,MySQL能够立即转到合适的firstname,然后再转到合适的lastname,最后转到合适的age。在没有扫描数据文件任何一个记录的情况下,MySQL就正确地找出了搜索的目标记录!
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^SB,[ tFk-A'NW那么,如果在firstname、lastname、age这三个列上分别创建单列索引,效果是否和创建一个firstname、lastname、age的多列索引一样呢?答案是否定的,两者完全不同。当我们执行查询的时候,MySQL只能使用一个索引。如果你有三个单列的索引,MySQL会试图选择一个限制最严格的索引。但是,即使是限制最严格的单列索引,它的限制能力也肯定远远低于firstname、lastname、age这三个列上的多列索引。
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最左前缀
6~[;G x*VdBSD爱好者乐园~(a*j&Q [;Kj6oN F,FG
多列索引还有另外一个优点,它通过称为最左前缀(Leftmost Prefixing)的概念体现出来。继续考虑前面的例子,现在我们有一个firstname、lastname、age列上的多列索引,我们称这个索引为fname_lname_age。当搜索条件是以下各种列的组合时,MySQL将使用fname_lname_age索引:
#Ge d-J"M
#d.i3h7A a-ZD6EBSD爱好者乐园%h sVm$ucR!\
firstname,lastname,agefirstname,lastnamefirstname

o&D I(Syn"H$tYBSD爱好者乐园/pT&S w;^Z]vfZ M
从另一方面理解,它相当于我们创建了(firstname,lastname,age)、(firstname,lastname)以及(firstname)这些列组合上的索引。下面这些查询都能够使用这个fname_lname_age索引:
*f:k2yA h5u#z1w,rBSD爱好者乐园V*Zsvmr(z T"i.o

E)\-O/Vt\ Dz
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';
BSD爱好者乐园4Q#Z)CwO#U4L }

\hN|W(m.c选择索引列
r4TEx/v7} r3IbBSD爱好者乐园*e:hV)TO\Sy'g
在性能优化过程中,选择在哪些列上创建索引是最重要的步骤之一。可以考虑使用索引的主要有两种类型的列:在WHERE子句中出现的列,在join子句中出现的列。请看下面这个查询:
ru._+VqTmw
F"Qy:j uBSD爱好者乐园%m \y#?4V$V
SELECT age ## 不使用索引 FROM people WHERE firstname='Mike' ## 考虑使用索引 AND lastname='Sullivan' ## 考虑使用索引
BSD爱好者乐园:Z;VW qr,z

\1M6Q EFU这个查询与前面的查询略有不同,但仍属于简单查询。由于age是在SELECT部分被引用,MySQL不会用它来限制列选择操作。因此,对于这个查询来说,创建age列的索引没有什么必要。下面是一个更复杂的例子:BSD爱好者乐园j?Q-}(ka dI}_D
BSD爱好者乐园IO7KX x4G6y.`6_,@
BSD爱好者乐园I0@k f3I4Zd"v9_v'V
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 ##考虑使用索引 WHERE firstname='Mike' ##考虑使用索引 AND lastname='Sullivan' ##考虑使用索引

:`6^8h(@]8Y6^)XT2?
u^ K1y{$]^x与前面的例子一样,由于firstname和lastname出现在WHERE子句中,因此这两个列仍旧有创建索引的必要。除此之外,由于town表的townid列出现在join子句中,因此我们需要考虑创建该列的索引。BSD爱好者乐园M2V ?jd!aI{ J7J#Md
BSD爱好者乐园4^R7b9K'Fu#Zn
那么,我们是否可以简单地认为应该索引WHERE子句和join子句中出现的每一个列呢?差不多如此,但并不完全。我们还必须考虑到对列进行比较的操作符类型。MySQL只有对以下操作符才使用索引:<,<=,=,>,>=,BETWEEN,IN,以及某些时候的LIKE。可以在LIKE操作中使用索引的情形是指另一个操作数不是以通配符(%或者_)开头的情形。例如,“SELECT peopleid FROM people WHERE firstname LIKE 'Mich%';”这个查询将使用索引,但“SELECT peopleid FROM people WHERE firstname LIKE '%ike';”这个查询不会使用索引。BSD爱好者乐园 Vj WDKw
BSD爱好者乐园5]kv+j;\

Mg"U3m,{分析索引效率
2d7r,w1N!s/Sd'H
x,ByX)t:h现在我们已经知道了一些如何选择索引列的知识,但还无法判断哪一个最有效。MySQL提供了一个内建的SQL命令帮助我们完成这个任务,这就是EXPLAIN命令。EXPLAIN命令的一般语法是:EXPLAIN <SQL命令>。你可以在MySQL文档找到有关该命令的更多说明。下面是一个例子:BSD爱好者乐园'V7K t3Rm&L/T

8{F'j8EYt
EXPLAIN SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan' AND age='17';

!aL4jq/o k+MfBSD爱好者乐园e&NuAb4Q
这个命令将返回下面这种分析结果:
*C"@6}FDF#F
zC0zU3q&|
tabletypepossible_keyskeykey_lenrefrowsExtra
peoplereffname_lname_agefname_lname_age102const,const,const1Where used

'n;c7dt'[Az9E&O(ISBSD爱好者乐园/^&T`KL~V6fm
下面我们就来看看这个EXPLAIN分析结果的含义。BSD爱好者乐园R {I&Vn

-RVu$ogtable:这是表的名字。
v6z K}IZP#w%N"Q
(dW4NTrtype:连接操作的类型。下面是MySQL文档关于ref连接类型的说明:
l#Y~.hyLjBSD爱好者乐园%Yy]H1`4WYN
“对于每一种与另一个表中记录的组合,MySQL将从当前的表读取所有带有匹配索引值的记录。如果连接操作只使用键的最左前缀,或者如果键不是UNIQUE或PRIMARY KEY类型(换句话说,如果连接操作不能根据键值选择出唯一行),则MySQL使用ref连接类型。如果连接操作所用的键只匹配少量的记录,则ref是一种好的连接类型。”BSD爱好者乐园u@.pq#e

/F%D'C}\+A在本例中,由于索引不是UNIQUE类型,ref是我们能够得到的最好连接类型。BSD爱好者乐园v9_&VJO

v-In2vt ETA6F}如果EXPLAIN显示连接类型是“ALL”,而且你并不想从表里面选择出大多数记录,那么MySQL的操作效率将非常低,因为它要扫描整个表。你可以加入更多的索引来解决这个问题。预知更多信息,请参见MySQL的手册说明。BSD爱好者乐园-[@0Nr&d_/b

5@KIAN]X*Upossible_keys:BSD爱好者乐园D O%}/rx
BSD爱好者乐园;C2U-v ~6Do^
可能可以利用的索引的名字。这里的索引名字是创建索引时指定的索引昵称;如果索引没有昵称,则默认显示的是索引中第一个列的名字(在本例中,它是“firstname”)。默认索引名字的含义往往不是很明显。BSD爱好者乐园.j;r#t/xh"r

QGlN(zc YKey:
5DH)tt2a(J.w#uKW
m J;W5E }nFCN它显示了MySQL实际使用的索引的名字。如果它为空(或NULL),则MySQL不使用索引。
8A{/N8@R\-coBSD爱好者乐园z{&_#TR[MBo(I
key_len:
7FICUdD#KBSD爱好者乐园(}8|8jK-op!v/[!g
索引中被使用部分的长度,以字节计。在本例中,key_len是102,其中firstname占50字节,lastname占50字节,age占2字节。如果MySQL只使用索引中的firstname部分,则key_len将是50。
5G9w$u3IIRK
/s n d1X4R~ref:
R`~b/^ P s
gw1f*[;AO}它显示的是列的名字(或单词“const”),MySQL将根据这些列来选择行。在本例中,MySQL根据三个常量选择行。
4e;JvJ&|;\^P;Fu
&f3x0b/t:Cy;vBSD爱好者乐园Z;_5P*](L EIuU X
rows:
'}2h Jm aBSD爱好者乐园%f+`NX+z6P'Y
MySQL所认为的它在找到正确的结果之前必须扫描的记录数。显然,这里最理想的数字就是1。BSD爱好者乐园[{;Dw tw9~(I
BSD爱好者乐园)oUiI2O
Extra:
3Z w+Q(~,Y0GT\
2\ O(hWV A%w*\$w.j这里可能出现许多不同的选项,其中大多数将对查询产生负面影响。在本例中,MySQL只是提醒我们它将用WHERE子句限制搜索结果集。

1m8Q Y2BWc*FBSD爱好者乐园!xA H,e8A7m4Ss
BSD爱好者乐园m#a1idUMT0j

5t F3a1T#jS^-S
BSD爱好者乐园}:Fw7r#{l1_J*c
索引的缺点
@6mg2n!n[E6W
6W NJ0u)OYtB到目前为止,我们讨论的都是索引的优点。事实上,索引也是有缺点的。
2r-T"G^ jMe5h1IBSD爱好者乐园!L OT*^"`u'[V
首先,索引要占用磁盘空间。通常情况下,这个问题不是很突出。但是,如果你创建每一种可能列组合的索引,索引文件体积的增长速度将远远超过数据文件。如果你有一个很大的表,索引文件的大小可能达到操作系统允许的最大文件限制。BSD爱好者乐园/G'J|,~~Y$^^

/DleCo3d1Kz第二,对于需要写入数据的操作,比如DELETE、UPDATE以及INSERT操作,索引会降低它们的速度。这是因为MySQL不仅要把改动数据写入数据文件,而且它还要把这些改动写入索引文件。BSD爱好者乐园s SC4{7Iy4z&^s0N
BSD爱好者乐园6EOl8^D2\9g9C~^%W

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【结束语】
Q!U#U|\ SD$XM在大型数据库中,索引是提高速度的一个关键因素。不管表的结构是多么简单,一次500000行的表扫描操作无论如何不会快。如果你的网站上也有这种大规模的表,那么你确实应该花些时间去分析可以采用哪些索引,并考虑是否可以改写查询以优化应用。要了解更多信息,请参见MySQL manual。另外注意,本文假定你所使用的MySQL是3.23版,部分查询不能在3.22版MySQL上执行。BSD爱好者乐园M7S~!P['{7q?
转自:http://www.xker.com/Html/sjk/MySQL/20051115955.htm
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