索引的相关介绍

MySQL索引详解:原理、分类与实战应用

索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。提取数据主干,就可以得到索引的本质:索引是数据结构。

索引的分类

在一个表中,主键索引只有一个,唯一索引可以有多个。

  • 主键索引(primary key)
    • 唯一的标识,主键不可重复,只能有一列作为主键
  • 唯一索引(unique key)
    • 避免重复的列出现,唯一索引可以重复,多个列都可以标识唯一索引
  • 常规索引(key、index)
    • 默认的,index,key关键字来设置
  • 全文索引(fulltext)
    • 在特定的引擎下才有,MyISAM
    • 快速定位数据

索引的使用

-- 索引的使用
-- 1、在创建表的时候给字段增加索引
-- 2、创建完毕后,增加索引

-- 显示所有的索引信息
SHOW INDEX FROM student

-- 增加一个全文索引
ALTER TABLE school.student ADD FULLTEXT INDEX `studentname`(`studentname`)

-- EXPLAIN 分许SQL执行的状况
EXPLAIN SELECT * FROM student  -- 非全文索引
SELECT * FROM student WHERE MATCH(`studentname`) AGAINST('王')

测试索引

CREATE TABLE `app_user` (
`id` BIGINT(20) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` VARCHAR(50) DEFAULT'' COMMENT'用户昵称',
`email` VARCHAR(50) NOT NULL COMMENT'用户邮箱',
`phone` VARCHAR(20) DEFAULT'' COMMENT'手机号',
`gender` TINYINT(4) UNSIGNED DEFAULT '0'COMMENT '性别(0:男;1:女)',
`password` VARCHAR(100) NOT NULL COMMENT '密码',
`age` TINYINT(4) DEFAULT'0'  COMMENT '年龄',
`create_time` DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
`update_time` TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT = 'app用户表'


-- 插入一百万条数据
DELIMITER $$    -- 写函数之前必须要写,标志
CREATE FUNCTION mock_data()
RETURNS INT 
BEGIN
  DECLARE num INT DEFAULT 1000000;
  DECLARE i INT DEFAULT 0;
  
  WHILE i<num DO
      INSERT INTO app_user(`name`,`email`,`phone`,`gender`,`password`,`age`)VALUES(CONCAT('用户',i),'23454856.qq.com',CONCAT('18',FLOOR(RAND()*((999999999-100000000)+100000000))),FLOOR(RAND()*2),UUID(),FLOOR(RAND()*100));
      SET i=i+1;
  END WHILE; 
  RETURN i;
END;
SELECT mock_data();

SELECT * FROM app_user WHERE `name`='用户888'
EXPLAIN SELECT * FROM app_user WHERE `name`='用户888'   -- 分析这条SQL语句


-- id_表名_字段名
-- create index 索引名 on 表(字段)
CREATE INDEX id_app_user_name ON app_user(`name`)

-- 加了索引之后 查询速度明显加快
SELECT * FROM app_user WHERE `name`='用户888'
EXPLAIN SELECT * FROM app_user WHERE `name`='用户888'   -- 分析这条SQL语句

索引原则

  • 索引不是越多越好
  • 不要对进程变动数据加索引
  • 小数据量的表不需要加索引
  • 索引一般加在常用来查询的字段上

索引的数据结构

hash类型的索引

Btree:InnoDB的默认数据结构

### 数据库索引的基本概念 数据库索引是一种数据结构,用于提高数据库查询的效率。它类似于书籍的目录,通过索引可以快速定位到所需的数据行,而不需要扫描整个表[^1]。索引通常存储在磁盘上,可能作为单独的索引文件存在,也可能与数据一起存储在数据文件中。索引本质上是一个排序列表,其中包含了索引字段的值以及这些值对应的行数据的物理地址。 ### 数据库索引的作用 索引的主要作用是优化查询速度。当执行一个查询时,如果相关的列上有索引数据库系统就可以利用这个索引快速找到所需的数据,从而减少I/O操作和提高响应时间[^1]。然而,索引也带来了额外的存储需求和维护成本。每次对表进行插入、更新或删除操作时,都需要同步更新相关索引,这会增加数据库的处理负担[^2]。 ### 数据库索引的工作原理 索引的工作原理基于其结构特性。对于单列索引来说,它是按照该列的值进行排序,并记录每个值对应的数据行的位置信息。而对于联合索引(复合索引),则是按照创建索引时指定的多个列从左到右的顺序进行排序和存储。因此,在使用联合索引时,查询条件必须遵循最左原则,即从联合索引的最左边开始匹配,才能有效地利用索引,否则可能导致索引失效,影响查询性能[^3]。 ### 聚集索引与非聚集索引的区别 聚集索引决定了数据在磁盘上的物理存储顺序。一个表只能有一个聚集索引,因为数据行本身只能有一种物理存储顺序。非聚集索引则不决定数据的物理存储顺序,而是拥有独立于数据行的结构。非聚集索引中的条目包含了一个指针,指向了数据行的实际位置。通过非聚集索引查找数据时,首先需要访问非聚集索引获取主键值,然后使用主键值通过聚集索引查找对应的数据行[^4]。 ### 索引设计的原则 在设计索引时应考虑以下原则:优先为经常出现在WHERE子句或JOIN子句中的列创建索引;避免为数据量小的表建立索引,因为这可能不会带来显著的性能提升;尽量使用短索引,以减少索引的空间占用;不要过度索引,以免增加维护成本;为定义外键的数据列建立索引;更新频繁的字段不适合做索引;很少查询的列、重复值较多的列以及辨识度不高的列没有必要建立索引[^5]。 ```sql -- 创建单列索引示例 CREATE INDEX idx_employee_name ON employees (name); -- 创建联合索引示例 CREATE INDEX idx_employee_dept_job ON employees (department, job_title); ``` 上述SQL语句分别展示了如何在一个单独的列上创建索引,以及如何在两个列上创建联合索引。正确地应用这些索引可以显著提高查询效率。
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