N天爆肝数据库——MySQL（5）-编程知识

本文主要对索引进行了讲解

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- 本文主要对索引进行了讲解
- - 索引概述
  - - 介绍
    - 优缺点
    - 索引结构
    - - 二叉树
      - 红黑树
      - B-Tree(多路平衡查找树)
      - B+Tree
      - B+Tree与B-Tree区别:
      - Hash
      - Hash索引特点
      - 为什么InnoDB存储引擎选择使用B+Tree索引结构？
      - 索引分类
      - 在InnoDB存储引擎中，根据索引的存储形式，又可以分为以下两种：
      - 聚集索引选取规则
    - 索引语法
    - - 创建索引
      - 查看索引
      - 删除索引
  - SQL性能分析
  - - SQL执行频率
    - 慢查询日志
    - profile详情
  - explain执行计划
  - - 语法
    - EXPLAIN执行计划各字段含义：

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索引概述

介绍

索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构（有序）。在数据之外，数据库系统
还维护着满足特定查找算法的数据结构，这些数据结构以魔种方式引用（指向）
数据。这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法，这种数据结构就是索引。

优缺点

 优点：提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本。通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低CPU的消耗。缺点：索引列也是要占用空间的。
索引大大提高了查询效率，同时却也降低更新表的速度，如对表进行INSERT、UPDATE、DELETE时，效率降低。

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索引结构

  MySQL的索引是在存储引擎层实现的，不同的存储引擎有不同的结构，主要包含以下几种：B+Tree索引	最常见的索引类型，大部分引擎都支持B+树索引Hash索引		底层数据结构是用哈希表实现的，，只有精确匹配索引列的查询才有效，			不支持范围查询R+tree（空间索引）空间索引是MyISAM引擎的一个特殊索引类型，主要用于地理空间数				据类型，通常使用较少Full-text（全文索引）是一种通过建立倒排索引，快速匹配文档的方式，类似于Lucene，				Solr，ES

二叉树

顺序插入时，会形成一个链表，查询性能大大降低。大数据量情况下，层级较深，检索速度慢。

红黑树

大数据量情况下，层级较深，检索速度慢

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B-Tree(多路平衡查找树)

以一颗最大度数（max-degree)为5（5阶）的b-tree为：每个结点最多存储4个key，	5个指针

B+Tree

以一颗最大度数（max-degree）为4（4阶）的b+tree

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B+Tree与B-Tree区别:

1.所有的数据都会出现在叶子节点
2.叶子节点形成一个单向链表
MySQL索引数据结构对经典的B+Tree进行了优化。在原B+Tree的基础上，增加一
个指向相邻叶子结点的链表指针，就形成了带有顺序指针的B+Tree，提高区间访
问的性能。

Hash

哈希索引就是采用一定的hash算法，将键值换算成心得hash值，映射到对应的槽位上，然后存储在hash表中。
如果两个（或多个）键值，映射到一个相同的槽位上，它们就产生了hash冲突
（也称为hash碰撞），可以通过 链表来解决

Hash索引特点

Hash索引只能用于对等比较（= ），不支持范围查询（between，>，<，...）
无法利用索引完成排序操作
查询效率高，通常只需要一次检索就可以了，效率通常要高于B+Tree索引
存储引擎支持
在MySQL中，支持hash索引的是Memory引擎，而InnoDB中具有自适应hash的功
能，hash索引是存储引擎根据B+Tree索引在指定条件下自动构建的。

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为什么InnoDB存储引擎选择使用B+Tree索引结构？

1.相对于二叉树，层级更少，搜索效率高；
2.对于B+Tree，无论是叶子节点还是非叶子节点，都会保存数据，这样导致一页
中存储	的键值减少，指针跟着减少，要同样保存大量数据，只能增加树的高
度，导致性能降低；
3.相对于Hash索引，B+Tree支持范围匹配及排序操作；

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索引分类

主键索引 针对于主键创建的索引		默认自动创建，只能有一个	PRIMARY
唯一索引 避免同一个表中某数据列中的值重复	  可以有多个		UNIQUE
常规索引 快速定位特定数据		可以有多个
全文索引 全文索引查找的是文本中的关键字，而不是比较索引中的值		可以有多个		FULLTEXT

在InnoDB存储引擎中，根据索引的存储形式，又可以分为以下两种：

聚集索引  将数据存储与索引放到了一块，索引结构的叶子节点保存了行数据必须有，而且只有一个
二级索引  将数据与索引分开存储，索引结构的叶子结点关联的是对应的主键可以存在多个

聚集索引选取规则

如果存在主键，主键索引就是聚集索引。
如果不存在主键，将使用第一个唯一（UNIQUE）索引作为聚集索引。
如果表没有主键，或没有合适的唯一索引，则InnoDB会自动生成一个rowid作为隐藏	的聚集索引。

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索引语法

创建索引

CREATE [UNIQUE|FULLLTEXT] INDEX index_name ON table_name(index_col_name,...);

查看索引

SHOW INDEX FROM table_name;

删除索引

DROP INDEX index_name ON table_name;

SQL性能分析

SQL执行频率

MySQL客户端连接成功后，通过show[session|global] status 命令可以提供
服务器状	态信息。通过以下指令，可以查看当前数据库的INSERT、UPDATE、
DELETE、SELECT的访问频次：SHOW GLOBAL STATUSLIKE’Com____’;

慢查询日志

慢查询日志记录了所有执行时间超过指定参数（long_query_time,单位：秒，
默认10	秒）的所有SQL语句的日志。MySQl的慢查询日志默认没有开启，需要
在MySQL的配置	文件（/etc/my.cnf）中配置如下信息开启MySQL慢日志查询开关
slow_query_log=1
设置，澳门日志的时间为2秒，SQL语句执行时间超过2秒，就会视为慢查询，记录慢查询日志
long_query_time=2

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profile详情

Show profiles能够在SQL优化时帮助我们了解时间都耗费到哪里去了。通过have_profiling参数，能够看到当前MySQL是否支持profile操作;
SELECT @@have_profiling;
默认profiling是关闭的，可以通过set语句在session/global级别开启profiling:
SET profiling=1;
执行一系列的业务SQL的操作，然后通过如下指令查看指令的执行耗时;看每一条SQL的耗时基本情况
show profiles;
查看指令
show profile for query query_id;
查看指定query_id的SQL语句CPU的使用情况
show profile cpu for query query_id;

explain执行计划

EXPLAIN或者DESC命令获取MySQL如何执行SELECT语句信息，包括在SELECT语句
执行过程中表如何连接和连接的顺序。

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语法

查找在select语句之前加上关键字explain/desc
EXPLAIN SELECT 字段列表 FROM 表名 WHERE 条件;EXPLAIN执行计划各字段含义：
id 		select查询的序列号，标识查询中执行select子句或者是操作表的顺序，执行顺序从上到下；（id不同，值越大，越先执行）
select_type		表示SELECT的类型，常见的取值有SIMPLE(简单表，即不使
用表连接或者子查询)、PRIMARY（主查询，即外层的查询）、UNION(UNION中的
第二个或者后面的查询语句)、SUBQUERY(SELECT\WHERE之后包含了子查询)等
type	表示连接类型，性能由好到差类型为NULL， system, const, 
eq_ref, ref, range, index, all
Possible_key	显示可能应用在这张表上的索引，一个或多个.

EXPLAIN执行计划各字段含义：

Key		实际使用的索引，如果为NULL，则没有使用索引。
Key_len	表示索引中使用的字节数，该值为索引字段最大可能长度，并非实际使用长度，			在不损失精确性的前提下，长度越短越好。
rows	MySQL认为必须要执行查询的行数，在innodb引擎的表中，是一个估计值，			可能并不总是准确的。
Filtered	表示返回结果的行数占需读取行数的百分比，filtered的值越大越好。