最近在重構(gòu)自己工作上寫的代碼，重構(gòu)完后也開始考慮要做一些數(shù)據(jù)庫優(yōu)化规揪。其中一項工作就是重新審視之前設(shè)置的索引是否合理桥氏。于是這周都在反復看《極客時間》上面的Mysql實戰(zhàn)的專欄，先惡補下索引方面的基礎(chǔ)知識猛铅，本文在此做一些記錄识颊。
0、背景
本文以Mysql中的InnoDB的使用為例
1奕坟、索引解決的問題
索引，可以理解為一本書的目錄清笨，它要解決的是提高查詢效率的問題月杉。當我們要查找一本書的某個內(nèi)容時，如果沒有目錄抠艾，就得一頁一頁去找苛萎，效率非常低。但當我們有一個目錄時，直接根據(jù)要查找的關(guān)鍵詞腌歉，就可以在目錄上搜尋主題蛙酪，從而更快地搜尋到關(guān)心的內(nèi)容
2、索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
既然是為了方便查找數(shù)據(jù)翘盖，那么我們就會根據(jù)數(shù)據(jù)的特性桂塞，找到出能提高其讀寫效率的數(shù)據(jù)模型，這里我們簡單說三種：
- 有序數(shù)組
該模型的特點是 靜態(tài)馍驯、順序 存儲阁危，不適合需要經(jīng)常插入的場景 - 哈希表
適合等值查詢的場景，經(jīng)常見的就是key-value汰瘫；由于插入的數(shù)據(jù)都是無序的狂打，哈希表在進行范圍查詢或有序查詢時，就不太適用混弥； - 二叉樹
出現(xiàn)的原因主要是讓查詢盡可能少的訪問磁盤趴乡；其特點是leftChild < parent< rightChild，所以樹也是一個有序的結(jié)構(gòu)蝗拿；
3晾捏、索引的類型
索引類型分兩種，根據(jù)其索引樹葉子節(jié)點的內(nèi)容蛹磺，區(qū)分成兩類粟瞬，一個是普通索引，一個是主鍵索引萤捆；普通索引又稱為二級索引裙品，為啥稱為二級索引呢？大家可以看下圖
例如我對表A建立了一個普通索引k市怎，Mysql中便會建立兩顆索引樹，一個是主鍵索引樹辛慰，一個是普通索引樹区匠，如上圖。
那么大家可能會問帅腌，基于主鍵索引 和 普通索引的查詢有什么區(qū)別驰弄？
我們用兩條Mysql語句進行說明。
如果是基于主鍵索引速客，select * from T where id = 500, 它只用搜索主鍵索引樹戚篙；
如果是基于普通索引，select * from T where k = 3溺职，它的搜索過程如下：
- 先到K索引樹上找到k = 3的值
- 找到后岔擂，取出葉子節(jié)點的值位喂，得知主鍵為300，則再去主索引樹搜尋ID = 300的節(jié)點乱灵，再取出數(shù)據(jù)塑崖；
從此可以得出，普通索引要比主鍵索引的查詢多查一次索引樹痛倚，這個過程我們稱為 回表规婆，我們一般都建議，用主鍵查詢状原，就是為了減少回表的過程聋呢；
4、建表時最好用自增Id主鍵颠区，為什么削锰？
這個問題，主要是從性能和存儲的方面來說的毕莱。首先我們先看下索引的維護過程
4.1 索引維護過程
我們知道器贩，當插入新數(shù)據(jù)時，索引也是要相應維護朋截，如果我們新插一條數(shù)據(jù)蛹稍，而且是用自增ID的話，基本上數(shù)據(jù)是在最新ID的后面部服，整顆樹還是保持有序的唆姐，不需要變動，但如果現(xiàn)插入一條數(shù)據(jù)廓八，例如在id = 500前插入一個id = 400的值奉芦，這會就需要調(diào)整樹結(jié)構(gòu)，把值插進去剧蹂。声功。就很有可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)頁滿了的情況，導致進行分頁宠叼，這樣Mysql就會把一部分數(shù)據(jù)挪過去先巴，導致性能受到影響。同樣的冒冬，如果我們刪除了一些數(shù)據(jù)伸蚯，數(shù)據(jù)庫也會做合并。
4.2 場景
比如現(xiàn)在有一個用戶表简烤，用戶表中有一個唯一標志剂邮，身份證。
我們假設(shè)用身份證做主鍵乐埠，會出現(xiàn)兩個問題：
- 一個主鍵就會占用至少二十個字節(jié)抗斤，后邊新建普通索引的時候，該普通索引上的每一個葉子節(jié)點丈咐，至少有二十個字節(jié)瑞眼，整體算下來會占較大空間。
- 用身份證做主鍵并不能保證有序插入棵逊，插入時可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)的挪動伤疙，從而降低查詢性能
當然也有些場景是適合用業(yè)務字段作為主鍵的，什么情況呢辆影？
當該字段是表中的唯一索引 徒像，典型場景就是 KV場景
既然表中沒有其他索引，也不用考慮葉子節(jié)點的大小了蛙讥，直接將其設(shè)成主鍵锯蛀，這樣也不用回表查詢
5、索引的其他概念
在使用索引的時候次慢，我們還經(jīng)常聽到這樣一些概念,例如 覆蓋索引旁涤，前綴索引，索引下推迫像，下面我們再分別介紹一些這些概念是什么
5.1 覆蓋索引
覆蓋索引的定義就是 定義的索引已經(jīng)覆蓋了查詢需求劈愚，該索引查詢出的結(jié)果已經(jīng)滿足需求
還是第三節(jié)的這個圖，k是普通索引闻妓，ID是主鍵菌羽，我們看看下列sql語句
select ID from T where k between a and b
這里，通過這句sql得出的查詢結(jié)果已經(jīng)能滿足查詢到ID的需求了由缆，不需要再回表（回到主索引樹）查詢一次注祖，索引k 就 被稱為 覆蓋索引
由上得知，覆蓋索引主要是為了減少索引樹的搜索次數(shù)犁功；如果有些字段查詢非常高頻氓轰，可以考慮建立一些索引，覆蓋其查詢需求浸卦；
5.2 前綴索引
前綴索引在百度上的定義多為 用聯(lián)合索引的最左N個字段或者字符串的最左M個字符進行查詢的索引署鸡。在這里大家可能會一直冒問號了，為什么是最左限嫌？為什么最左N個字段就可以加速查詢靴庆？
首先，要知道聯(lián)合索引的存儲結(jié)構(gòu)怒医，索引項按照索引定義中出現(xiàn)的字段項進行排序炉抒，比如我現(xiàn)在給用戶表里面建立了(name，age）的聯(lián)合索引稚叹，建立后的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)可看下圖：
圖片來源極客時間焰薄，侵刪
可以看到拿诸，索引項是按照我們的定義（姓名，年齡）排好序的塞茅，當我們?nèi)ゲ樵儭畯埲臅r候亩码，他會迅速定位到ID4，然后向后遍歷野瘦；
當然描沟，我們也可以查姓張的人，這樣我們就直接定位到了ID3鞭光，于是這里我們可以看到吏廉，不只是索引的全部定義，只要用到索引的最左N個字段/前綴惰许，就可以加速查詢
5.3 索引下推
索引下推席覆，其實在索引遍歷過程中，對索引包含的字段做判斷啡省，過濾不符合條件的記錄娜睛，減少回表次數(shù)。
比較好玩的是卦睹，Mysql在5.6版本才開始支持該功能畦戒，下推的過程可以看下圖
圖片源自極客時間，侵刪
六结序、建立索引的原則
根據(jù)上面的概念介紹障斋，我們其實可以總結(jié)出，建立索引時要遵循的一些原則：
- 最左前綴（最高頻的放到最左邊）
- 索引的復用能力（若調(diào)整字段順序徐鹤，能夠少一個索引垃环，則優(yōu)先使用該順序）
- 考慮空間和性能
