一、什么是索引

數(shù)據(jù)庫索引，是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中一個(gè)排序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)给涕，以協(xié)助快速查詢、更新數(shù)據(jù)庫表中數(shù)據(jù)迅腔。就像我們以前用的新華字典的目錄一樣，能幫助我們快速查詢到某一個(gè)字陶缺。

二钾挟、索引的分類

三、索引實(shí)例分析(以InnoDB為例)

3.1 InnoDB下索引的結(jié)構(gòu)

InnoDB下饱岸，表都是根據(jù)主鍵順序以索引的形式存放的掺出，這種數(shù)據(jù)存儲方式也被稱為聚簇索引，“聚簇”就是表示數(shù)據(jù)行和相鄰的鍵值緊湊的存儲在一起苫费，也就是數(shù)據(jù)行實(shí)際上是存儲在索引的葉子頁中汤锨。我們創(chuàng)建一張表來實(shí)際說明下InnoDB下的索引結(jié)構(gòu)，建表語句如下：

create table person(id int primary key,

age int not nullindex (age)engine=InnoDB;

然后我們插入五條數(shù)據(jù)分別為(1,15),(2,17),(6,20),(10,18),(19,21)百框，索引的樹結(jié)構(gòu)如下：

上圖中展示了兩部分內(nèi)容闲礼，第一個(gè)圖為聚簇索引（主鍵索引）的內(nèi)容，可以看到铐维，數(shù)據(jù)按照Id的大小排序柬泽，對應(yīng)的索引會包含該索引的整行數(shù)據(jù)。

第二個(gè)圖展示了用age做索引的索引結(jié)構(gòu)圖嫁蛇，也就是非聚簇索引（非主鍵索引）锨并，可以看到索引以年齡排序，但是和主鍵索引不同的是睬棚，年齡索引對應(yīng)的卻是Id第煮，所以我們可以知道非主鍵索引記錄的內(nèi)容就是主鍵索引的值解幼。

這里可能有同學(xué)會有疑問，如果我建表的時(shí)候沒有指定主鍵的話包警，索引結(jié)構(gòu)又是如何的呢撵摆？其實(shí)在InnoDB中，如果沒有定義主鍵害晦，那么他會選擇一個(gè)唯一的非空索引代替特铝。如果沒有這樣的索引，那么他會隱式的定義一個(gè)主鍵來作為聚簇索引壹瘟。所以無論你是否設(shè)置主鍵苟呐，InnoDB還是會幫你滿足以上圖的形式來索引數(shù)據(jù)。接下來我們分析下索引查詢的流程俐筋。

3.2 索引查詢分析

假設(shè)我們執(zhí)行一條查詢語句?select * from person where ID = 6,因?yàn)橹苯邮褂玫氖侵麈IID查詢，所以就會用主鍵索引严衬，由于主鍵索引直接關(guān)聯(lián)了整行所有數(shù)據(jù)澄者，所以，引擎只要執(zhí)行一次就能查詢出結(jié)果请琳。

如果執(zhí)行的sql語句是非主鍵索引

select * from person where age = 18

上述語句會走age的普通索引粱挡，索引先根據(jù)age搜索等于18的索引記錄，找到ID=10的記錄俄精，然后再到主鍵索引搜索一次询筏，然后拿出需要查詢的數(shù)據(jù)。

從普通索引查出主鍵索引竖慧，然后查詢出數(shù)據(jù)的過程叫做回表嫌套。由于回表需要多執(zhí)行一次查詢，這也是為什么主鍵索引要比普通索引要快的原因圾旨，所以踱讨，我們要盡量使用主鍵查詢。

3.3 覆蓋索引

我們通常創(chuàng)建索引的依據(jù)都是根據(jù)查詢的where條件砍的，但是這只是我們通常的做法痹筛，我們根據(jù)上面的分析可以知道，如果要想查詢效率高廓鞠，第一帚稠，使用主鍵索引，第二床佳，避免回表滋早，也就是盡可能的在索引中就能獲取想要的數(shù)據(jù)。如果一個(gè)索引包含了需要查詢的字段夕土，那么我們就叫做“覆蓋索引”馆衔。

那么如何建立一個(gè)覆蓋索引呢瘟判？答案是通過聯(lián)合索引來實(shí)現(xiàn)，通過聯(lián)合索引的字段來覆蓋要查詢的字段角溃，從而達(dá)到索引覆蓋的效果拷获。

我們把上面的建表語句改造下，來分析下如何實(shí)現(xiàn)覆蓋索引减细。

CREATE TABLE `person` (

? `id` int(11) NOT NULL,

? `age` int(11) DEFAULT NULL,

? `name` varchar(20) DEFAULT NULL,

? `sex` varchar(1) DEFAULT NULL,

? PRIMARY KEY (`id`),

? KEY `name_age` (`name`,`age`)

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1;

上面我創(chuàng)建了一個(gè)name和age的聯(lián)合索引匆瓜，索引結(jié)構(gòu)圖表示如下：

我們根據(jù)圖可以知道，聯(lián)合索引是和創(chuàng)建索引字段順序有關(guān)的未蝌，上面這個(gè)例子就是先以name排序驮吱，然后name相同再以age為標(biāo)準(zhǔn)排序。那么我們建表后該如何達(dá)到覆蓋索引的效果呢萧吠？相信有些同學(xué)已經(jīng)知道了怎么寫sql可以達(dá)到覆蓋索引效果左冬，sql如下：

select name,age from person where name = "Barry"

因?yàn)槲覀冃枰樵兊淖侄蝞ame和age，都在索引中可以直接查詢到了纸型，所以不需要查找到主鍵ID拇砰，然后再回表了。

看到這里狰腌，肯定有同學(xué)會說除破，既然這樣的話，我把所有需要查詢的字段組合都建上聯(lián)合索引不就行了嗎琼腔？答案是：不行瑰枫。因?yàn)樗饕彩切枰目臻g的，而且維護(hù)索引也是需要成本的丹莲，這一點(diǎn)我會在后面的優(yōu)缺點(diǎn)中提到光坝。那么有沒有別的方式可以盡可能的實(shí)現(xiàn)不回表的效果呢？這里我們就要引入MySql的最左前綴原則了甥材。

什么叫最左前綴原則呢教馆？就是在索引的匹配中，可以以索引的最左N個(gè)字段,也可以是字符串索引的最左N個(gè)字符擂达。比如在上圖中土铺，要查詢以A開頭的名字，查詢語句就是

select name from person where name like 'A%'

這個(gè)時(shí)候就可以滿足最左前綴規(guī)則來使用索引查詢了板鬓，這里就會依賴索引查詢到第一個(gè)首字母是A的名字悲敷，然后向后遍歷，直到不滿足條件為止俭令。

那么最左N個(gè)字段是什么意思呢后德？意思就是索引（name,age),可以直接利用 name來當(dāng)做單獨(dú)索引使用，可以只使用聯(lián)合索引的部分字段抄腔，但是必須是順序一致瓢湃，比如索引（a,b,c)理张，如果要想使用最左前綴規(guī)則，可以使用索引a,ab绵患。

我們也可以利用該規(guī)則來少維護(hù)一個(gè)或多個(gè)索引雾叭，比如我們需要 a,ab,abc的查詢，那就只需要(a,b,c)聯(lián)合索引就滿足要求了落蝙。

3.4 索引下推

在MySql 5.6版本中引入了一個(gè)新特性织狐，叫做“索引條件推送（index condition pushdown)”，這也稱為索引下推筏勒。那么索引下推是這個(gè)什么東東呢移迫？其實(shí)從“索引條件推送”這個(gè)名字就可以表明，這個(gè)特性是可以在索引中的字段進(jìn)行條件判斷管行，然后過濾不滿足條件的記錄厨埋，減少回表的次數(shù)。

比如以上圖中的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)捐顷，sql如下：

select * from person where name like 'A%' and age =19;

那么如果沒有索引下推的情況下揽咕，首先會根據(jù)索引查詢出名字以A開頭的所有記錄，然后查詢出ID套菜，然后回表去查詢對應(yīng)的ID記錄，最后再判斷age=19设易，返回滿足條件的語句逗柴。因?yàn)闈M足A開頭的記錄有2條，所以這種情況下顿肺，會回表2次戏溺。

在索引下推情況下，InnoDB會在索引內(nèi)部直接判斷age=19是否滿足條件屠尊，過濾掉不滿足條件的記錄旷祸，所以只返回了一條，也就是只需要回表一次讼昆。從而提高了性能托享。

3.5 索引的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

說了這么多關(guān)于索引的內(nèi)容，我們來談?wù)勊饕膬?yōu)缺點(diǎn)浸赫。

優(yōu)點(diǎn)：

減少服務(wù)器需要掃描的數(shù)據(jù)量

索引可以幫助服務(wù)器避免排序和臨時(shí)表

索引可以將隨機(jī)IO變?yōu)轫樞騃O

缺點(diǎn)

索引會占用額外的存儲空間

索引的維護(hù)需要一定的成本闰围，插入數(shù)據(jù)后需要保證原來的索引有序，所以也會影響一定的數(shù)據(jù)庫性能既峡。

五羡榴、總結(jié)

這篇博文我主要說了，索引的定義运敢，索引的分類校仑，索引按照不同的角度可以分為常見的哪幾種忠售。然后我重點(diǎn)說了在InnoDB下索引的索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 主鍵索引和非主鍵索引的區(qū)別就是查詢主鍵索引可以直接返回?cái)?shù)據(jù)迄沫，非主鍵索引需要先查詢出主鍵ID稻扬，然后再查詢出數(shù)據(jù)，這個(gè)過程就叫做回表邢滑。我們可以通過覆蓋索引減少回表的次數(shù)腐螟，從而達(dá)到提高性能的效果。在mysql5.6以后困后，InnoDB可以支持索引下推乐纸，在使用聯(lián)合索引的時(shí)候，如果可以在索引判斷條件摇予，那么就在索引中過濾不滿足條件的行汽绢，從而減少回表次數(shù)。

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