假設(shè)我們創(chuàng)建了一個(gè)名為people的表:
CREATE TABLE people ( peopleid SMALLINT NOT NULL, name CHAR(50) NOT NULL );
然后,我們完全隨機(jī)把1000個(gè)不同name值插入到people表。下圖顯示了people表所在數(shù)據(jù)文件的一小部分:
可以看到,在數(shù)據(jù)文件中name列沒(méi)有任何明確的次序。如果我們創(chuàng)建了name列的索引,MySQL將在索引中排序name列:
對(duì)于索引中的每一項(xiàng),MySQL在內(nèi)部為它保存一個(gè)數(shù)據(jù)文件中實(shí)際記錄所在位置的“指針”。因此,如果我們要查找name等于“Mike”記錄的peopleid(SQL命令為“SELECT peopleid FROM people WHERE name='Mike';”),MySQL能夠在name的索引中查找“Mike”值,然后直接轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)文件中相應(yīng)的行,準(zhǔn)確地返回該行的peopleid(999)。在這個(gè)過(guò)程中,MySQL只需處理一個(gè)行就可以返回結(jié)果。如果沒(méi)有“name”列的索引,MySQL要掃描數(shù)據(jù)文件中的所有記錄,即1000個(gè)記錄!顯然,需要MySQL處理的記錄數(shù)量越少,則它完成任務(wù)的速度就越快。 >
索引的類(lèi)型
MySQL提供多種索引類(lèi)型供選擇:
普通索引
這是最基本的索引類(lèi)型,而且它沒(méi)有唯一性之類(lèi)的限制。普通索引可以通過(guò)以下幾種方式創(chuàng)建:
創(chuàng)建索引,例如CREATE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表);
修改表,例如ALTER TABLE tablename ADD INDEX [索引的名字] (列的列表);
創(chuàng)建表的時(shí)候指定索引,例如CREATE TABLE tablename ( [...], INDEX [索引的名字] (列的列表) );
唯一性索引
這種索引和前面的“普通索引”基本相同,但有一個(gè)區(qū)別:索引列的所有值都只能出現(xiàn)一次,即必須唯一。唯一性索引可以用以下幾種方式創(chuàng)建:
創(chuàng)建索引,例如CREATE UNIQUE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表);
修改表,例如ALTER TABLE tablename ADD UNIQUE [索引的名字] (列的列表);
創(chuàng)建表的時(shí)候指定索引,例如CREATE TABLE tablename ( [...], UNIQUE [索引的名字] (列的列表) );
主鍵
主鍵是一種唯一性索引,但它必須指定為“PRIMARY KEY”。如果你曾經(jīng)用過(guò)AUTO_INCREMENT類(lèi)型的列,你可能已經(jīng)熟悉主鍵之類(lèi)的概念了。主鍵一般在創(chuàng)建表的時(shí)候指定,例如“CREATE TABLE tablename ( [...], PRIMARY KEY (列的列表) ); ”。但是,我們也可以通過(guò)修改表的方式加入主鍵,例如“ALTER TABLE tablename ADD PRIMARY KEY (列的列表); ”。每個(gè)表只能有一個(gè)主鍵。
全文索引
MySQL從3.23.23版開(kāi)始支持全文索引和全文檢索。在MySQL中,全文索引的索引類(lèi)型為FULLTEXT。全文索引可以在VARCHAR或者TEXT類(lèi)型的列上創(chuàng)建。它可以通過(guò)CREATE TABLE命令創(chuàng)建,也可以通過(guò)ALTER TABLE或CREATE INDEX命令創(chuàng)建。對(duì)于大規(guī)模的數(shù)據(jù)集,通過(guò)ALTER TABLE(或者CREATE INDEX)命令創(chuàng)建全文索引要比把記錄插入帶有全文索引的空表更快。本文下面的討論不再涉及全文索引,要了解更多信息,請(qǐng)參見(jiàn)MySQL documentation。
單列索引與多列索引
索引可以是單列索引,也可以是多列索引。下面我們通過(guò)具體的例子來(lái)說(shuō)明這兩種索引的區(qū)別。假設(shè)有這樣一個(gè)people表:
CREATE TABLE people ( peopleid SMALLINT NOT NULL AUTO_INCREMENT, firstname CHAR(50)
NOT NULL, lastname CHAR(50) NOT NULL, age SMALLINT NOT NULL, townid SMALLINT NOT
NULL, PRIMARY KEY (peopleid) );
下面是我們插入到這個(gè)people表的數(shù)據(jù):
?。ㄎ赐辏?br> 這個(gè)數(shù)據(jù)片段中有四個(gè)名字為“Mikes”的人(其中兩個(gè)姓Sullivans,兩個(gè)姓McConnells),有兩個(gè)年齡為17歲的人,還有一個(gè)名字與眾不同的Joe Smith。
這個(gè)表的主要用途是根據(jù)指定的用戶(hù)姓、名以及年齡返回相應(yīng)的peopleid。例如,我們可能需要查找姓名為Mike Sullivan、年齡17歲用戶(hù)的peopleid(SQL命令為SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan' AND age=17;)。由于我們不想讓MySQL每次執(zhí)行查詢(xún)就去掃描整個(gè)表,這里需要考慮運(yùn)用索引。
首先,我們可以考慮在單個(gè)列上創(chuàng)建索引,比如firstname、lastname或者age列。如果我們創(chuàng)建firstname列的索引(ALTER TABLE people ADD INDEX firstname (firstname);),MySQL將通過(guò)這個(gè)索引迅速把搜索范圍限制到那些firstname='Mike'的記錄,然后再在這個(gè)“中間結(jié)果集”上進(jìn)行其他條件的搜索:它首先排除那些lastname不等于“Sullivan”的記錄,然后排除那些age不等于17的記錄。當(dāng)記錄滿(mǎn)足所有搜索條件之后,MySQL就返回最終的搜索結(jié)果。
由于建立了firstname列的索引,與執(zhí)行表的完全掃描相比,MySQL的效率提高了很多,但我們要求MySQL掃描的記錄數(shù)量仍舊遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了實(shí)際所需要的。雖然我們可以刪除firstname列上的索引,再創(chuàng)建lastname或者age列的索引,但總地看來(lái),不論在哪個(gè)列上創(chuàng)建索引搜索效率仍舊相似。
為了提高搜索效率,我們需要考慮運(yùn)用多列索引。如果為firstname、lastname和age這三個(gè)列創(chuàng)建一個(gè)多列索引,MySQL只需一次檢索就能夠找出正確的結(jié)果!下面是創(chuàng)建這個(gè)多列索引的SQL命令:
ALTER TABLE people ADD INDEX fname_lname_age (firstname,lastname,age);
由于索引文件以B-樹(shù)格式保存,MySQL能夠立即轉(zhuǎn)到合適的firstname,然后再轉(zhuǎn)到合適的lastname,最后轉(zhuǎn)到合適的age。在沒(méi)有掃描數(shù)據(jù)文件任何一個(gè)記錄的情況下,MySQL就正確地找出了搜索的目標(biāo)記錄!
那么,如果在firstname、lastname、age這三個(gè)列上分別創(chuàng)建單列索引,效果是否和創(chuàng)建一個(gè)firstname、lastname、age的多列索引一樣呢?答案是否定的,兩者完全不同。當(dāng)我們執(zhí)行查詢(xún)的時(shí)候,MySQL只能使用一個(gè)索引。如果你有三個(gè)單列的索引,MySQL會(huì)試圖選擇一個(gè)限制最嚴(yán)格的索引。但是,即使是限制最嚴(yán)格的單列索引,它的限制能力也肯定遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于firstname、lastname、age這三個(gè)列上的多列索引。
最左前綴
多列索引還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn),它通過(guò)稱(chēng)為最左前綴(Leftmost Prefixing)的概念體現(xiàn)出來(lái)。繼續(xù)考慮前面的例子,現(xiàn)在我們有一個(gè)firstname、lastname、age列上的多列索引,我們稱(chēng)這個(gè)索引為fname_lname_age。當(dāng)搜索條件是以下各種列的組合時(shí),MySQL將使用fname_lname_age索引:
firstname,lastname,age
firstname,lastname
firstname
從另一方面理解,它相當(dāng)于我們創(chuàng)建了(firstname,lastname,age)、(firstname,lastname)以及(firstname)這些列組合上的索引。下面這些查詢(xún)都能夠使用這個(gè)fname_lname_age索引:
SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan' AND
age='17'; SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike' AND
lastname='Sullivan'; SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike'; The
following queries cannot use the index at all: SELECT peopleid FROM people WHERE
lastname='Sullivan'; SELECT peopleid FROM people WHERE age='17'; SELECT peopleid
FROM people WHERE lastname='Sullivan' AND age='17';
選擇索引列
在性能優(yōu)化過(guò)程中,選擇在哪些列上創(chuàng)建索引是最重要的步驟之一??梢钥紤]使用索引的主要有兩種類(lèi)型的列:在WHERE子句中出現(xiàn)的列,在join子句中出現(xiàn)的列。請(qǐng)看下面這個(gè)查詢(xún):
SELECT age ## 不使用索引 FROM people WHERE firstname='Mike' ## 考慮使用索引 AND
lastname='Sullivan' ## 考慮使用索引
這個(gè)查詢(xún)與前面的查詢(xún)略有不同,但仍屬于簡(jiǎn)單查詢(xún)。由于age是在SELECT部分被引用,MySQL不會(huì)用它來(lái)限制列選擇操作。因此,對(duì)于這個(gè)查詢(xún)來(lái)說(shuō),創(chuàng)建age列的索引沒(méi)有什么必要。下面是一個(gè)更復(fù)雜的例子:
SELECT people.age, ##不使用索引 town.name ##不使用索引 FROM people LEFT JOIN town ON
people.townid=town.townid ##考慮使用索引 WHERE firstname='Mike' ##考慮使用索引 AND
lastname='Sullivan' ##考慮使用索引
與前面的例子一樣,由于firstname和lastname出現(xiàn)在WHERE子句中,因此這兩個(gè)列仍舊有創(chuàng)建索引的必要。除此之外,由于town表的townid列出現(xiàn)在join子句中,因此我們需要考慮創(chuàng)建該列的索引。
那么,我們是否可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為應(yīng)該索引WHERE子句和join子句中出現(xiàn)的每一個(gè)列呢?差不多如此,但并不完全。我們還必須考慮到對(duì)列進(jìn)行比較的操作符類(lèi)型。MySQL只有對(duì)以下操作符才使用索引:<,<=,=,>,>=,BETWEEN,IN,以及某些時(shí)候的LIKE??梢栽贚IKE操作中使用索引的情形是指另一個(gè)操作數(shù)不是以通配符(%或者_(dá))開(kāi)頭的情形。例如,“SELECT peopleid FROM people WHERE firstname LIKE 'Mich%';”這個(gè)查詢(xún)將使用索引,但“SELECT peopleid FROM people WHERE firstname LIKE '%ike';”這個(gè)查詢(xún)不會(huì)使用索引。
分析索引效率
現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了一些如何選擇索引列的知識(shí),但還無(wú)法判斷哪一個(gè)最有效。MySQL提供了一個(gè)內(nèi)建的SQL命令幫助我們完成這個(gè)任務(wù),這就是EXPLAIN命令。EXPLAIN命令的一般語(yǔ)法是:EXPLAIN
EXPLAIN SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan'
AND age='17';
這個(gè)命令將返回下面這種分析結(jié)果:
table type possible_keys key key_len ref rows Extra
people ref fname_lname_age fname_lname_age 102 const,const,const 1 Where used
下面我們就來(lái)看看這個(gè)EXPLAIN分析結(jié)果的含義。
table:這是表的名字。
type:連接操作的類(lèi)型。下面是MySQL文檔關(guān)于ref連接類(lèi)型的說(shuō)明:
“對(duì)于每一種與另一個(gè)表中記錄的組合,MySQL將從當(dāng)前的表讀取所有帶有匹配索引值的記錄。如果連接操作只使用鍵的最左前綴,或者如果鍵不是UNIQUE或PRIMARY KEY類(lèi)型(換句話(huà)說(shuō),如果連接操作不能根據(jù)鍵值選擇出唯一行),則MySQL使用ref連接類(lèi)型。如果連接操作所用的鍵只匹配少量的記錄,則ref是一種好的連接類(lèi)型?!?
在本例中,由于索引不是UNIQUE類(lèi)型,ref是我們能夠得到的最好連接類(lèi)型。
如果EXPLAIN顯示連接類(lèi)型是“ALL”,而且你并不想從表里面選擇出大多數(shù)記錄,那么MySQL的操作效率將非常低,因?yàn)樗獟呙枵麄€(gè)表。你可以加入更多的索引來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。預(yù)知更多信息,請(qǐng)參見(jiàn)MySQL的手冊(cè)說(shuō)明。
possible_keys:
可能可以利用的索引的名字。這里的索引名字是創(chuàng)建索引時(shí)指定的索引昵稱(chēng);如果索引沒(méi)有昵稱(chēng),則默認(rèn)顯示的是索引中第一個(gè)列的名字(在本例中,它是“firstname”)。默認(rèn)索引名字的含義往往不是很明顯。
Key:
它顯示了MySQL實(shí)際使用的索引的名字。如果它為空(或NULL),則MySQL不使用索引。
key_len:
索引中被使用部分的長(zhǎng)度,以字節(jié)計(jì)。在本例中,key_len是102,其中firstname占50字節(jié),lastname占50字節(jié),age占2字節(jié)。如果MySQL只使用索引中的firstname部分,則key_len將是50。
ref:
它顯示的是列的名字(或單詞“const”),MySQL將根據(jù)這些列來(lái)選擇行。在本例中,MySQL根據(jù)三個(gè)常量選擇行。
rows:
MySQL所認(rèn)為的它在找到正確的結(jié)果之前必須掃描的記錄數(shù)。顯然,這里最理想的數(shù)字就是1。
Extra:
這里可能出現(xiàn)許多不同的選項(xiàng),其中大多數(shù)將對(duì)查詢(xún)產(chǎn)生負(fù)面影響。在本例中,MySQL只是提醒我們它將用WHERE子句限制搜索結(jié)果集。
索引的缺點(diǎn)
到目前為止,我們討論的都是索引的優(yōu)點(diǎn)。事實(shí)上,索引也是有缺點(diǎn)的。
首先,索引要占用磁盤(pán)空間。通常情況下,這個(gè)問(wèn)題不是很突出。但是,如果你創(chuàng)建每一種可能列組合的索引,索引文件體積的增長(zhǎng)速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)數(shù)據(jù)文件。如果你有一個(gè)很大的表,索引文件的大小可能達(dá)到操作系統(tǒng)允許的最大文件限制。
第二,對(duì)于需要寫(xiě)入數(shù)據(jù)的操作,比如DELETE、UPDATE以及INSERT操作,索引會(huì)降低它們的速度。這是因?yàn)镸ySQL不僅要把改動(dòng)數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)文件,而且它還要把這些改動(dòng)寫(xiě)入索引文件?! ?
【結(jié)束語(yǔ)】在大型數(shù)據(jù)庫(kù)中,索引是提高速度的一個(gè)關(guān)鍵因素。不管表的結(jié)構(gòu)是多么簡(jiǎn)單,一次500000行的表掃描操作無(wú)論如何不會(huì)快。如果你的網(wǎng)站上也有這種大規(guī)模的表,那么你確實(shí)應(yīng)該花些時(shí)間去分析可以采用哪些索引,并考慮是否可以改寫(xiě)查詢(xún)以?xún)?yōu)化應(yīng)用。要了解更多信息,請(qǐng)參見(jiàn)MySQL manual。另外注意,本文假定你所使用的MySQL是3.23版,部分查詢(xún)不能在3.22版MySQL上執(zhí)行。