MySQL索引优化一

article/2025/11/7 4:52:00

MySQL索引

索引是什么

  • 索引是一种排好序的数据结构，目的是提高查找效率
  • 一般来说，索引本身也占内存，因此索引以文件的形式存储在磁盘上
  • 平常我们所说的索引一般都是B+Tree。当然还有hash索引等等

索引优劣势

  • 优势：提高检索效率，降低数据库IO成本。由于数据都已经排好序，降低了排序的成本，降低CPU的消耗
  • 劣势：索引也要占用空间、在INSERT/DELETE/UPDATE的时候需要同步更新索引

索引分类

  • 单值索引：索引只有一个列
  • 唯一索引：索引列的值必须唯一，允许空值
  • 复合索引：索引包含多个列

索引结构

  • 详见MySQL索引结构介绍

建立索引情形

  • 频繁查询的字段
  • 与其它表关联的字段需要创建索引
  • 频繁更新的字段不适合创建索引(更新数据的时候需要更新索引)
  • 查询中存在排序的字段，排序若通过索引去访问则大大提高访问的效率
  • 查询中统计和分组的字段，因为group by之前需要先排序

性能分析(MySQL Query Optimizer)

  • Explain是什么？可以模拟查询sql语句，可以知道MySql是如何执行SQL，分析语句的性能瓶颈
  • Explain能够干什么？
    • 表的读取顺序
    • 数据读取的操作类型
    • 哪些索引可以使用
    • 哪些索引实际被使用
    • 表之间的引用
    • 每张表有多少行被优化器查询
  • 使用方式
-- 1、简单使用
explain select * from emp;-- 2、explain扩展使用，可查看优化执行情况
explain extended select * from emp;
show warnings ;-- 3、结合分区使用
explain partitions select * from emp;
  • 执行计划包含的内容(简单使用)：
    执行计划字段
  • id：表示查询执行顺序，代表select的个数，分为三种情况①id相同，从上往下执行，②id不同，id越大优先级越高，越先执行③id为null最后执行(画外音：union查询id为null)
  • select_type：查询的类型主要用于区分普通查询、联合查询、子查询，类型有
    • SIMPLE：简单查询。查询不包含子查询和union
    • PRIMARY：复杂查询中的最外层查询
    • SUBQUERY：在select中的子查询，不在from中
    • DERIVED：在from中的子查询，数据放在临时表中
    • UNION和UNION RESULT：存在union查询，union result获取结果
  • 下面列表展示了上面几种查询类型，可以看出在select_type为union result的时候id是空的
explain select (select name from dept where id = a.dept_id) deptName from (select * from emp) a union  select 1;

查询类型

  • table：表示访问的是哪个表，当 from 子句中有子查询时，table列是 格式，表示当前查询依赖 id=N 的查询，于是先执行 id=N 的查询，UNION RESULT 的 table 列的值为<union1,2>，1和2表示参与 union 的 select 行id
  • type：访问数据类型，从最优到最差为system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL
  • system 表中只有一条数据，是const的特例，一般的情况下不会出现
  • const 查询条件为primary key或者unique key的时候匹配一条数据
  • eq_ref primary key 或 unique key 索引的所有部分被连接使用 ，最多只会返回一条符合条件的记录，这个是const之后最好的链接类型了
explain select * from emp a left join dept d on a.dept_id = d.id;

  • ref 相比 eq_ref，不使用唯一索引，而是使用普通索引或者唯一性索引的部分前缀，索引要和某个值相比较，可能会找到多个符合条件的行。ref可以出现在简单的非唯一索引查询和联合的非唯一索引查询
  • range 范围扫描通常出现在 in(), between ,> ,<, >= ,<=等操作中。使用一个索引来检索给定范围的行
  • index 扫描全表索引，这通常比ALL快一些。（index是从索引中读取的，而all是从硬盘中读取）
-- index
explain select job_id from emp ;

  • all 即全表扫描，意味着MySQL需要从头到尾去查找所需要的行。
  • possible_keys ：这一列显示查询可能使用哪些索引来查找。 explain 时可能出现 possible_keys 有列，而 key 显示 NULL 的情况，这种情况是因为表中数据不多，MySQL认为索引对此查询帮助不大，选择了全表查询。如果该列为null，可以创建索引来提高检索效率
  • key：实际使用的索引。如果为null，则表示没有使用索引。如果使用覆盖索引，则和extra中的using index一致
  • key_len：实际使用索引的字节数。(画外音：长度后面介绍，跟编码有关系)注意：索引最大长度是768字节，超过长度的索引会变为最左前缀。实际使用的时候需要尽可能的减少索引的长度，提高左边的识别度。因为索引占空间
  • ref：这一列显示了在key列记录的索引中，表查找值所用到的列或常量，常见的有：const（常量），字段名
  • rows：这一列是mysql估计要读取并检测的行数，注意这个不是结果集里的行数
  • extra：查询的额外信息，类型以及描述如下表：
类型描述
Using index查询列被索引覆盖，避免回表查询，是查询性能好的表现
Using where查询列未被索引覆盖，需要回表查询
Using where Using index查询的列被索引覆盖，并且where筛选条件是索引列之一但是不是索引的前导列，无法通过索引查找到数据
Null查询的列未被索引覆盖，并且where筛选条件是索引的前导列，意味着用到了索引，但是部分字段未被索引覆盖，必须通过“回表”来实现，不是纯粹地用到了索引，也不是完全没用到索引
Using index condition查询列不完全被索引覆盖，where条件是前导列的一个范围
Using temporary使用临时表来处理查询，这个时候需要优化查询
Using filesort对结果使用一个外部索引排序，而不是按索引次序从表里读取行，这个时候需要优化查询
mysql> -- extra
mysql> -- using index
mysql> explain select job_id from emp where job_id = 1;
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys   | key             | key_len | ref   | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | ref  | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9       | const |    3 | Using index |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- using where
mysql> explain select * from emp where name = '1';
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- Using where Using index
mysql> explain select job_id,name from emp where name = 'frank';
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| id | select_type | table | type  | possible_keys | key             | key_len | ref  | rows | Extra                    |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | index | NULL          | idx_job_id_name | 139     | NULL |    8 | Using where; Using index |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- Null
mysql> explain select * from emp where job_id = 1;
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys   | key             | key_len | ref   | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | ref  | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9       | const |    3 | NULL  |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- Using index condition
mysql> explain select * from emp where job_id > 100;
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
| id | select_type | table | type  | possible_keys   | key             | key_len | ref  | rows | Extra                 |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | range | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9       | NULL |    1 | Using index condition |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- Using temporary
mysql> explain select distinct name from emp ;
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+------------------------------+
| id | select_type | table | type  | possible_keys   | key             | key_len | ref  | rows | Extra                        |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+------------------------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | index | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 139     | NULL |    8 | Using index; Using temporary |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- Using filesort
mysql> explain select name from emp order by name;
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------------+
| id | select_type | table | type  | possible_keys | key             | key_len | ref  | rows | Extra                       |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | index | NULL          | idx_job_id_name | 139     | NULL |    8 | Using index; Using filesort |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
  • 画外音：索引的前导列针对联合索引中后面的索引

索引最佳实践

  • 全值匹配我最爱
  • 最佳左前缀原则(但是skip scan例外)–带头大哥不能少，中间兄弟不能断(只能用到部分的索引)
  • 不要再索引上进行任何计算
  • 索引不能使用范围右边的列
  • 尽量使用覆盖索引（只访问索引的查询（索引列包含查询列）），减少select *语句
  • mysql在使用不等于（！=或者<>）的时候无法使用索引会导致全表扫描（如果覆盖索引则可以显示出来）
  • is null,is not null 也无法使用索引
  • like以通配符开头（’%abc…’）mysql索引失效会变成全表扫描操作
  • 字符串不加单引号索引失效
  • 少用or,用它连接时很多情况下索引会失效
mysql> -- 最佳左前缀法则(job_id,name)
mysql> explain select job_id from emp where job_id = 1;
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys   | key             | key_len | ref   | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | ref  | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9       | const |    3 | Using index |
+----+-------------+-------+------+-----------------+-----------------+---------+-------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> explain select job_id from emp where name = 'frank';
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| id | select_type | table | type  | possible_keys | key             | key_len | ref  | rows | Extra                    |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | index | NULL          | idx_job_id_name | 139     | NULL |    8 | Using where; Using index |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- 不在索引列上做任何操作（计算、函数、（自动or手动）类型转换），会导致索引失效而转向全表扫描
mysql> explain select * from emp where job_id + 1 = 3;
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- 存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列
mysql> explain select * from emp where job_id > 100 and name = 'frank';
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
| id | select_type | table | type  | possible_keys   | key             | key_len | ref  | rows | Extra                 |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | range | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9       | NULL |    1 | Using index condition |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- 尽量使用覆盖索引（只访问索引的查询（索引列包含查询列）），减少select *语句
mysql> explain select id, name, job_id,salary, dept_id from emp where job_id > 100;
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
| id | select_type | table | type  | possible_keys   | key             | key_len | ref  | rows | Extra                 |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | range | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9       | NULL |    1 | Using index condition |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> explain select job_id from emp where job_id > 100;
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| id | select_type | table | type  | possible_keys   | key             | key_len | ref  | rows | Extra                    |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | range | idx_job_id_name | idx_job_id_name | 9       | NULL |    1 | Using where; Using index |
+----+-------------+-------+-------+-----------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- mysql在使用不等于（！=或者<>）的时候无法使用索引会导致全表扫描（如果覆盖索引则可以显示出来）
mysql> explain select name,emp.salary from emp where job_id != 1;
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys   | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | ALL  | idx_job_id_name | NULL | NULL    | NULL |    8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- is null,is not null 也无法使用索引
mysql> explain select emp.salary,job_id,name from emp where job_id is not null;
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys   | key  | key_len | ref  | rows | Extra       |
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | ALL  | idx_job_id_name | NULL | NULL    | NULL |    8 | Using where |
+----+-------------+-------+------+-----------------+------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)mysql> -- like以通配符开头（'%abc...'）mysql索引失效会变成全表扫描操作
mysql> explain select name from emp where name like 'frank%';
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
| id | select_type | table | type  | possible_keys | key             | key_len | ref  | rows | Extra                    |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
|  1 | SIMPLE      | emp   | index | NULL          | idx_job_id_name | 139     | NULL |    8 | Using where; Using index |
+----+-------------+-------+-------+---------------+-----------------+---------+------+------+--------------------------+
1 row in set (0.00 sec)
--下面两个比较简单
mysql> -- 字符串不加单引号索引失效
mysql> -- 少用or,用它连接时很多情况下索引会失效
  • 最后借用一张图来表示联合索引的最佳实践
    联合索引最佳实践

总结

  • 索引(index)跟新华字典的索引目录类似，提高了检索的效率，在实践过程中也有很多需要注意的地方。平常大家可以多多的通过执行Explain来查看执行计划，分析SQL，写出高效的SQL，当然如果只是上面的内容还不够大家在日常工作中使用的，接下来还有多篇关于MySQL优化，欢迎关注！

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