MySQL實戰(zhàn)15 索引優(yōu)化

1.索引使用測試

1.1創(chuàng)建test表（測試表）

drop table if exists test;
create table test
(
    id int primary key auto_increment,
    c1 varchar(10),
    c2 varchar(10),
    c3 varchar(10),
    c4 varchar(10),
    c5 varchar(10)
)
    ENGINE = INNODB
    default CHARSET = utf8;
insert into test(c1, c2, c3, c4, c5)
values ('a1', 'a2', 'a3', 'a4', 'a5');
insert into test(c1, c2, c3, c4, c5)
values ('b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'b5');
insert into test(c1, c2, c3, c4, c5)
values ('c1', 'c2', 'c3', 'c4', 'c5');
insert into test(c1, c2, c3, c4, c5)
values ('d1', 'd2', 'd3', 'd4', 'd5');
insert into test(c1, c2, c3, c4, c5)
values ('e1', 'e2', 'e3', 'e4', 'e5');
insert into test(c1, c2, c3, c4, c5)
values ('f1', 'f2', 'f3', 'f4', 'f5');
insert into test(c1, c2, c3, c4, c5)
values ('g1', 'g2', 'g3', 'g4', 'g5');

1.2.創(chuàng)建索引

create index  idx_test_c1234 on test(c1, c2, c3, c4);
show index from test;
image.png

1.3.分析以下Case索引使用情況

Case 1：

explain select * from test where c1 ='a1' and c2 ='a2' and c3 ='a3' and c4 ='a4';

explain select * from test where c4 ='a4' and c3 ='a3' and c1 ='a1' and c2 ='a2';
image.png

分析：

  1. 創(chuàng)建復合索引的順序為c1,c2,c3,c4把夸。
  2. 上述2組explain執(zhí)行的結(jié)果都一樣：type=ref亮隙，key_len=132陪蜻，ref=const,const,const,const。
結(jié)論：在執(zhí)行常量等值查詢時眉撵，改變索引列的順序并不會更改explain的執(zhí)行結(jié)果苍日，因為mysql底層優(yōu)化器會進行優(yōu)化，但是推薦按照索引順序列編寫sql語句蒲肋。

Case 2：

explain  select * from test where c1 ='a1' and c2 ='a2'
image.png
explain  select * from test where c1 ='a1' and c2 ='a2'and c3 >'a3' and c4 ='a4'
image.png

分析：

當出現(xiàn)范圍的時候，type=range钝满，key_len=99丸升，比不用范圍key_len=66增加了赠橙，說明使用上了索引耕腾，但對比Case1中執(zhí)行結(jié)果蛆封，說明c4上索引失效。

結(jié)論：范圍右邊索引列失效碎捺，但是范圍當前位置（c3）的索引是有效的路鹰，從key_len=99可證明。

Case 2.1：

explain  select * from test where c1 ='a1' and c2 ='a2'and c4 >'a4' and c3 ='a3';
image.png

分析：

與上面explain執(zhí)行結(jié)果對比收厨，key_len=132說明索引用到了4個晋柱，因為對此sql語句mysql底層優(yōu)化器會進行優(yōu)化：范圍右邊索引列失效（c4右邊已經(jīng)沒有索引列了），注意索引的順序（c1,c2,c3,c4）帽氓，所以c4右邊不會出現(xiàn)失效的索引列趣斤，因此4個索引全部用上俩块。

結(jié)論：范圍右邊索引列失效黎休，是有順序的：c1,c2,c3,c4，如果c3有范圍玉凯，則c4失效势腮；如果c4有范圍，則沒有失效的索引列漫仆，從而會使用全部索引捎拯。

Case 2.2：

explain  select * from test where c1 >'a1' and c2 ='a2'and c3 ='a3' and c4 ='a4';
image.png

分析：

如果在c1處使用范圍，則type=ALL盲厌，key=Null署照，索引失效，全表掃描吗浩，這里違背了最佳左前綴法則,因為c1主要用于范圍建芙，而不是查詢。

解決方式使用覆蓋索引懂扼。

結(jié)論：在最佳左前綴法則中禁荸，如果最左前列（帶頭大哥）的索引失效右蒲，則后面的索引都失效。

Case 3：

explain  select * from test where c1 ='a1' and c2 ='a2' and c4 ='a4' order by c3;
image.png

分析：

利用最佳左前綴法則：中間兄弟不能斷赶熟，因此用到了c1和c2索引（查找）瑰妄，從key_len=66，ref=const,const映砖，c3索引列用在排序過程中间坐。

Case 3.1：

explain  select * from test where c1 ='a1' and c2 ='a2'  order by c3;
image.png

分析：

從explain的執(zhí)行結(jié)果來看：key_len=66，ref=const,const邑退，從而查找只用到c1和c2索引眶诈，c3索引用于排序。

Case 3.2：

explain  select * from test where c1 ='a1' and c2 ='a2'  order by c4;
image.png

分析：

從explain的執(zhí)行結(jié)果來看：key_len=66瓜饥，ref=const,const逝撬，查詢使用了c1和c2索引，由于用了c4進行排序乓土，跳過了c3宪潮，出現(xiàn)了Using filesort。

Case 4：

explain  select * from test where c1 ='a1' and c5 ='a5'  order by c2,c3;
image.png

分析：

查找只用到索引c1趣苏，c2和c3用于排序狡相，無Using filesort。

Case 4.1：

explain  select * from test where c1 ='a1' and c5 ='a5'  order by c3,c2;
image.png

分析：

和Case 4中explain的執(zhí)行結(jié)果一樣食磕，但是出現(xiàn)了Using filesort尽棕，因為索引的創(chuàng)建順序為c1,c2,c3,c4，但是排序的時候c2和c3顛倒位置了彬伦。

Case 4.2：

explain  select * from test where c1 ='a1' and c2 ='a2'   order by c2,c3;
image.png
explain  select * from test where c1 ='a1' and c2 ='a2' and c5 ='a5'  order by c2,c3;
image.png
explain  select * from test where c1 ='a1' and c2 ='a2'   order by c2,c3;

分析：

在查詢時增加了c5滔悉，但是explain的執(zhí)行結(jié)果一樣，因為c5并未創(chuàng)建索引单绑。

Case 4.3：

explain  select * from test where c1 ='a1' and c2 ='a2' and c5 ='a5'  order by c3,c2;
image.png

分析：

與Case 4.1對比回官，在Extra中并未出現(xiàn)Using filesort，因為c2為常量搂橙，在排序中被優(yōu)化歉提，所以索引未顛倒，不會出現(xiàn)Using filesort区转。

Case 5：

explain  select * from test where c1 ='a1' and c4 ='a4'  group by c2,c3;
image.png

分析：

只用到c1上的索引苔巨，因為c4中間間斷了，根據(jù)最佳左前綴法則废离，所以key_len=33侄泽，ref=const，表示只用到一個索引厅缺。

Case 5.1：

explain  select * from test where c1 ='a1' and c4 ='a4'  group by c3,c2;
image.png

分析：

對比Case 5蔬顾，在group by時交換了c2和c3的位置宴偿，結(jié)果出現(xiàn)Using temporary和Using filesort，極度惡劣诀豁。原因：c3和c2與索引創(chuàng)建順序相反窄刘。

Case 6：

explain  select * from test where c1 >'a1'   order by c1;
image.png

分析：

①在c1,c2,c3,c4上創(chuàng)建了索引，直接在c1上使用范圍舷胜，導致了索引失效娩践，全表掃描：type=ALL，ref=Null烹骨。因為此時c1主要用于排序翻伺，并不是查詢。

②使用c1進行排序沮焕，出現(xiàn)了Using filesort吨岭。

③解決方法：使用覆蓋索引。

explain  select c1 from test where c1 >'a1'   order by c1;
image.png

Case 7：

explain  select c1 from test order by c1 asc ,c2 desc ;
image.png

分析：

雖然排序的字段列與索引順序一樣峦树，且order by默認升序辣辫，這里c2 desc變成了降序，導致與索引的排序方式不同魁巩，從而產(chǎn)生Using filesort急灭。

Case 8：

explain  select c1 from test where c1 in ('a1','b1') order by c2,c3;
image.png

Case 8.1 ：

explain  select c1 from test where c1 in ('a1','b1','c1','d1') order by c2,c3;
image.png

分析：

對于排序來說，多個相等條件也是范圍查詢

總結(jié)：

①MySQL支持兩種方式的排序filesort和index谷遂，Using index是指MySQL掃描索引本身完成排序葬馋。index效率高，filesort效率低肾扰。

②order by滿足兩種情況會使用Using index畴嘶。

1.order by語句使用索引最左前列。
2.使用where子句與order by子句條件列組合滿足索引最左前列白对。

③盡量在索引列上完成排序掠廓，遵循索引建立（索引創(chuàng)建的順序）時的最佳左前綴法則。

④如果order by的條件不在索引列上甩恼，就會產(chǎn)生Using filesort。

⑤group by與order by很類似沉颂，其實質(zhì)是先排序后分組条摸，遵照索引創(chuàng)建順序的最佳左前綴法則。注意where高于having铸屉，能寫在where中的限定條件就不要去having限定了钉蒲。

通俗理解口訣：

全值匹配我最愛，最左前綴要遵守彻坛；
帶頭大哥不能死顷啼，中間兄弟不能斷踏枣；
索引列上少計算，范圍之后全失效钙蒙；
LIKE百分寫最右茵瀑，覆蓋索引不寫星；
不等空值還有or躬厌，索引失效要少用马昨。

補充：in和exsits優(yōu)化

原則：小表驅(qū)動大表，即小的數(shù)據(jù)集驅(qū)動大的數(shù)據(jù)集

in：當B表的數(shù)據(jù)集必須小于A表的數(shù)據(jù)集時扛施，in優(yōu)于exists

select * fromA where id in (selectid from B)
等價于：
for selectid from B for select * fromA whereA.id = B.id

exists：當A表的數(shù)據(jù)集小于B表的數(shù)據(jù)集時鸿捧，exists優(yōu)于in

將主查詢A的數(shù)據(jù)，放到子查詢B中做條件驗證疙渣，根據(jù)驗證結(jié)果（true或false）來決定主查詢的數(shù)據(jù)是否保留

select * fromA where exists (select **1** fromB whereB.id = A.id)
等價于：
for select * from A for select * fromB whereB.id = A.id
A表與B表的ID字段應(yīng)建立索引
  1. EXISTS (subquery)只返回TRUE或FALSE,因此子查詢中的SELECT * 也可以是SELECT 1或select X,官方說法是實際執(zhí)行時會忽略SELECT清單,因此沒有區(qū)別
  2. EXISTS子查詢的實際執(zhí)行過程可能經(jīng)過了優(yōu)化而不是我們理解上的逐條對比
  3. EXISTS子查詢往往也可以用JOIN來代替匙奴，何種最優(yōu)需要具體問題具體分析

2.索引最佳實踐

使用的表
CREATE TABLE `employees` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(24) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名',
  `age` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '年齡',
  `position` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '職位',
  `hire_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '入職時間',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_name_age_position` (`name`,`age`,`position`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='員工記錄表';

INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('LiLei',22,'manager',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('HanMeimei', 23,'dev',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('Lucy',23,'dev',NOW());
1.全值匹配
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei';
image.png
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22;
image.png
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22 AND position ='manager';
image.png
2.最佳左前綴法則

如果索引了多列，要遵守最左前綴法則妄荔。指的是查詢從索引的最左前列開始并且不跳過索引中的列饥脑。

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE age = 22 AND position ='manager';
image.png
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE position = 'manager';
image.png

跳過了索引中最左前列 而導致不走索引

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei';
image.png

name是最左前列 走索引

3.不在索引列上做任何操作（計算、函數(shù)懦冰、（自動or手動）類型轉(zhuǎn)換）灶轰，會導致索引失效而轉(zhuǎn)向全表掃描

走索引

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei';

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE left(name,3) = 'LiLei';
image.png
4.存儲引擎不能使用索引中范圍條件右邊的列
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22 AND position ='manager';
image.png
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age > 22 AND position ='manager';
image.png
5.盡量使用覆蓋索引（只訪問索引的查詢（索引列包含查詢列）），減少select *語句
EXPLAIN SELECT name,age FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 23 AND position ='manager';
image
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 23 AND position ='manager';
image
6.mysql在使用不等于（刷钢！=或者<>）的時候無法使用索引會導致全表掃描
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name != 'LiLei'
image
7.is null,is not null 也無法使用索引
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name is null
image
8.like以通配符開頭（'$abc...'）mysql索引失效會變成全表掃描操作
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name like '%Lei'
image
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name like 'Lei%'
image

問題：解決like'%字符串%'索引不被使用的方法笋颤？

a）使用覆蓋索引，查詢字段必須是建立覆蓋索引字段

EXPLAIN SELECT name,age,position FROM employees WHERE name like '%Lei%';
image

b）當覆蓋索引指向的字段是varchar(380)及380以上的字段時内地，覆蓋索引會失效伴澄！

9.字符串不加單引號索引失效
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = '1000';

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 1000;
image
10.少用or,用它連接時很多情況下索引會失效
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei' or name = 'HanMeimei';
image
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