SQL优化之索引问题

一般在数据中，很多朋友很喜欢用索引来对数据库优化。通过索引通常可以帮助我们解决大多数的SQL性能问题。

1. 索引的存储分类
    MyISAM存储引擎的表的数据和索引时自动分开存储的，各自是独立的一个文件；InnoDB存储引擎的表的数据和索引时存储在同一表空间里面，但可以有多个文件组成。
   MySQL中索引的存储类型目前只有两种(BTREE和HASH),具体和表的存储引擎相关；MyISAM和InnoDB存储引擎都只支持BTREE索引；MEMORY/HEAP存储引擎可以支持HASH和BTREE索引。
   MySQL目前不支持函数索引，但是能对列的前面某一部分进行索引，例如name字段，可以以只取name的前4个字符进行索引，这个特征可以大大缩小索引文件的大小。在设计表结构的时候也可以对文本列根据此特性进行灵活设计。例如
引用
  create index ind_company2_name on company2(name(4))


2. MySQL如何使用索引
   索引用于快速找出在某个列中有一特定值的行。对相关列使用索引时提高SELECT操作性能的最佳途径。
   查询要使用索引最主要的条件是查询条件中需要使用索引关键字，如果是多列索引，那么只有查询条件使用了多列关键字最左边的前缀时，才可以使用索引，否则将不能使用索引。

1. 使用索引
  在MySQL中，下列几种情况下可能使用索引。
      对于创建的多列索引，只要查询的条件中用到了最左边的列，索引一般就会使用。
例如：
引用
  我们首先按company_id ,Moneys的顺序创建一个复合索引
  create index ind_sales2_companyid_moneys on sales2(company_id,moneys)

如果按company_id进行表查询
引用
   使用explain来分析下
   explain select * from sales2 where company_id =2000 \G;
  explain select * from sales2 where moneys = 1\G;

通过上面你可以发现即便where条件中不是用company_id 和 moneys的组合条件，索引仍然能用到，这就是索引的前缀特性。但是如果只按照moneys条件查询表，那么索引就不会被用到。

对于使用like的查询，后面如果是常量并且只有%号不在第一字符，索引才能会被使用例如
引用
  explain select * from company2 where name like "%3"\G;
  explain select * from company2 where name like "3%"\G;

以上两句你可以认为是一样的。其实是不一样的。第一句其实没有用到索引，而第二句才能够利用到索引。另外如果like后面跟的是一个列的名字，那么索引也不会被使用。

如果对大是文本进行搜索，使用全文索引而不用使用like"%..%"
如果列名是索引，使用column_name is null 将使用索引如
查询name为nll的记录就用到了索引
引用
   explain select * from company2 where name is null \G;


2. 下面一些情况存在索引但不使用索引，你可能认为它会用，但是实际上它就是没用。
 引用
   1. 如果Mysql估计使用索引比全表扫描更慢，则不使用索引。
    例如列key_part1均匀分布在1和100之间，下列查询中使用索引就不是很好
    select * from table_name where key_part1 > 1 and key_part1 < 90;

   2.  如果使用MEMORY/HEAP表并且where条件中不使用"="进行索引列，那么不会用到索引。heap表只有在" ="的条件下才会使用索引
   
   3. 用or分割开的条件，如果or前的条件中的列有索引，而后面的列中没用索引，那么涉及的索引都不会被用到

  4. 如果不是索引列的第一部分，那么也不会使用。

  5. 如果like是以"%"开始

  6. 如果列类型是字符串，那么一定记得在where条件中把字符常量值用引号引起来，否则即便这个列上有索引，Mysql也不会使用。因为MYSQL默认把输入的常量值进行转换以后才进行检索。
 

最后查看索引使用情况
如果索引正在工作，Handler_read_key的值将很高，这个值代表了一个行被索引值读的次数，很低的值表明增加索引得到的性能改善不高，因为索引经常不被使用到。Handler_read_rnd_next的值高则说明查询运行低效，并且应该建立索引补救。这个值的含义是在数据文件中读取下一行的请求数。如果正进行大量的表扫描，Handler_read_rnd_next的值较高，则通常说明表索引不正确或者写入的查询没有利用索引。
还记得怎么看Handler_read_rnd_next 吗？
使用show statuts like 'Handler_read_%';
很多开发者对Mysql还是有深厚的感情，虽然现在已经被收购。至于MySQL的前途到底是否会被开源组织接手还是怎么样？这个就暂时无解了。不过我想至少MySQL的确有它的优势。废话就不说了。

下面讨论下MySQL5.0中的索引的设计和使用。任何东西设计的好，那么使用起来就顺手。不过很多时候给出设计什么规则这些都是相对的。做任何的事情，最重要的是能否根据当时情况就合理的调整你的设计。如果你只会看着书本或者权威来死套什么设计理念来进行实际的开发和设计的话，那么我请你还是少读书为妙。

索引是数据库中用来提高性能的常用工具。（注意如果要优化数据库的性能，这是一个点）。

  所有MySQL列类型都可以被索引，对相关列使用索引是提高SELECT操作性能的最佳途径。根据存储引擎可以定义每个表的最大索引数和最大索引长度，每种存储引擎(MyISAM、InnoDB、BDB、MEMORY等)对每个表至少支持16个索引，总索引长度至少为256字节。大多数存储引擎有更高的限制。
   MyISAM和InnoDB存储引擎的表默认创建的都是BTREE索引。MySQL目前还不支持函数索引，但是支持前缀索引，即对索引字段的前N个字符创建索引。前缀索引的长度跟存储引擎相关，对于MyISAM存储引擎的表，索引的前缀长度可以达到1000字节长，而对于Inn0DB存储引擎的表，索引的前缀长度最长是767字节。请注意前缀的限制应以字节为单位进行测量，而CREATE TABLE语句中的前缀长度解释为字符数。在为使用多字节字符集的列指定前缀长度时一定要加以考虑。

MySQL中还支持全文本索引（FULLTEXT），该索引可以用于全文搜索。但是在Mysql5.0中只有MyISAM存储引擎支持全文本索引，并且仅仅局限于CHAR、VARCHAR和TEXT列。索引总是对整个列进行的，不支持局部索引。也可以为空间类型创建索引，但是只要MyISAM存储引擎支持空间类型索引，而且索引的字段必须是非空。

创建索引的语法如下：
引用
   CREATE [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] IDEX index_name
   [USING index_type]
   ON tb1_name (index_col_name,....)

index_col_name:
   col_name [(length)][ASC | DESC]

索引的创建可以在创建表的时候就创建，也可以随时增加新的索引。

下面给出一个例子：
引用
  create index personname on person (person(10))

查询,可以发现索引personname被使用
引用
explain select * from person where person='hi' \G

索引的删除语法为：
引用
DROP INDEX index_name ON tb1_name

如果想删除person表中的personname索引如下操作
引用
   drop index personname on person

上面简单的演示了索引的创建和删除。

接下来讨论下索引的设计原则：
   索引的设计可以遵循一些已有的原则，创建索引的时候请尽量考虑符合这些原则，便于提升索引的使用效率，更高效地使用索引。

1. 搜索的索引列，不一定是所要选择的列。最合适索引的列式出现在WHERE子句中的列，或连接子句中指定的列，而不是出现在SELECT关键字后的选择列表中的列。
2. 使用唯一索引。考虑某列中值的分布。索引的列的基数越大，索引的效果越好。例如数据库中有好几年的资料，这些资料中有日期这个字段，而且查询中常常要区分日期。那么针对日期设索引就很容易区分。
3. 使用短索引。如果对字符串列进行索引，应该指定应该前缀长度，只要有可能就应该这样做。例如：如果有一个CHAR(200)的列，如果在前10个或20个字符内，多数值是唯一的。那么就不要对整个列进行索引。对前10个或者20个字符进行索引能够节省大量索引空间，也可能会是查询更快。较小的索引涉及的磁盘IO较少，较短的值比较起来更快。更为重要的是，对于较短的键值，索引高速缓存中的块能容纳更多的键值，因此,MySQL也可以在内存中容纳更多的值。这样就增加了找到行而不用读取索引中较多块的可能性。
4.利用最左前缀。在创建一个n列的索引时，实际是创建了MySQL可利用的n个索引。多列索引起几个索引的作用，因为可利用索引中最左的列集来匹配行。这样的列集称最左前缀。
5. 不要过度索引。不要以为索引“越多越好”，什么东西都用索引时错误的。每个额外的索引都要占用额外的磁盘空间，并降低写操作的性能。在修改表的内容时，索引必须进行更新，有时可能需要重构，因此，索引越多，所花的时间越长。如果有一个索引很少利用或者从不使用，那么会不必要地减缓表的修改速度。此为MySQL在生成一个执行计划时，要考虑各个索引，这也要花费时间。创建多余的索引给查询优化带来了更多的工作。索引太多，也可能会使MySQL选择不到所要使用的最好索引。值保持所需的索引有利于查询优化。
6. 对于InnoDB存储引擎的表，记录默认会按照一个的顺序保存，如果有明确定义的主键，则按照主键顺序保存。如果没有主键，但是有唯一索引，那么就是按照唯一索引的顺序保存。如果既没有主键有没有唯一索引，那么表中会自动生成一个内部列，按照这个列的顺序保存。按照主键或者内部列进行的访问是最快的，所以InnoDB表尽量自己指定主键，当表中同时有几个列都是唯一的，都可以作为主键的时候，要选择最常作为访问条件的列作为主键，提高查询的效率。另外还需要注意，InnoDB表的普通索引都会保存主键的键值，所以主键要尽可能选择较短的数据类型，可以有效减少索引的磁盘占用，提高索引的缓存效果。


BTREE索引与HASH索引
   MEMORY存储引擎的表可以选择使用BTREE或者HASH索引，两种不同类型的索引各有其不同的适用范围。HASH索引有些重要的特征需要在使用的时候特别注意，如下所示：
1. 只用于使用=或<=>操作符的等式比较。
2. 优化器不能使用HASH索引来加速ORDER BY操作
3. MySQL不能确定在两个值之间大约有多少行。如果将一个MyISAM表改为HASH索引的MEMORY表，会影响一些查询的执行效率。
4. 只能使用整个关键字来搜索一行。
而对于BTREE索引，当使用 > 、< 、>= 、<= 、BETWEEN 、!= 或者 <> ,或者LINKE'pattern'（其中'pattern'不以通配符开始）操作符时，都可以使用相关列上的索引。