「mysql優化專題」程式設計師面試都用得上的索引優化手冊(5)【面試重點】
本專題講到索引查詢優化，恭喜你，已經達到mysql優化的中級水平。這篇我們要講的是mysql優化中重點中的重點——索引優化。面試官百分百必問
目錄
多關於索引，分為以下幾點來講解：
一、索引的概述(什麼是索引,索引的優缺點)
二、索引的基本使用（建立索引）
三、索引的基本原理（面試重點）
四、索引的資料結構（B樹，hash）
五、建立索引的原則（重中之重，面試必問！敬請收藏！）
六、百萬級別或以上的資料如何刪除
一、索引的概述
1）什麼是索引？
索引是一種特殊的檔案(InnoDB資料表上的索引是表空間的一個組成部分)，它們包含著對資料表裡所有記錄的引用指標。更通俗的說，索引就相當於目錄。當你在用新華字典時，幫你把目錄撕掉了，你查詢某個字開頭的成語只能從第一頁翻到第一千頁。累！把目錄還給你，則能快速定位！
2）索引的優缺點：
可以大大加快資料的檢索速度，這也是建立索引的最主要的原因。，且通過使用索引，可以在查詢的過程中，使用優化隱藏器，提高系統的效能。但是，索引也是有缺點的：索引需要額外的維護成本；因為索引檔案是單獨存在的檔案,對資料的增加,修改,刪除,都會產生額外的對索引檔案的操作,這些操作需要消耗額外的IO,會降低增/改/刪的執行效率。
二、索引的基本使用
1）建立索引：（三種方式）
第一種方式：
第二種方式：使用ALTER TABLE命令去增加索引：
ALTER TABLE用來建立普通索引、UNIQUE索引或PRIMARY KEY索引。
其中table_name是要增加索引的表名，column_list指出對哪些列進行索引，多列時各列之間用逗號分隔。
索引名index_name可自己命名，預設時，SQL/">MySQL將根據第一個索引列賦一個名稱。另外，ALTER TABLE允許在單個語句中更改多個表，因此可以在同時建立多個索引。
第三種方式：使用CREATE INDEX命令建立
CREATE INDEX可對錶增加普通索引或UNIQUE索引。（但是，不能建立PRIMARY KEY索引）
三、索引的基本原理（不想像別的文章那樣一大堆篇幅廢話）
索引用來快速地尋找那些具有特定值的記錄。如果沒有索引，一般來說執行查詢時遍歷整張表。
索引的原理很簡單，就是把無序的資料變成有序的查詢
1、把建立了索引的列的內容進行排序
2、對排序結果生成倒排表
3、在倒排表內容上拼上資料地址鏈
4、在查詢的時候，先拿到倒排表內容，再取出資料地址鏈，從而拿到具體資料
四、索引的資料結構（b樹，hash）
1）B樹索引
mysql通過儲存引擎取資料，基本上90%的人用的就是InnoDB了，按照實現方式分，InnoDB的索引型別目前只有兩種：BTREE（B樹）索引和HASH索引。B樹索引是Mysql資料庫中使用最頻繁的索引型別，基本所有儲存引擎都支援BTree索引。通常我們說的索引不出意外指的就是（B樹）索引（實際是用B+樹實現的，因為在查看錶索引時，mysql一律列印BTREE，所以簡稱為B樹索引）
查詢方式：
主鍵索引區:PI(關聯儲存的時資料的地址)按主鍵查詢,
普通索引區:si(關聯的id的地址,然後再到達上面的地址)。所以按主鍵查詢,速度最快
B+tree性質：
1.）n棵子tree的節點包含n個關鍵字，不用來儲存資料而是儲存資料的索引。
2.）所有的葉子結點中包含了全部關鍵字的資訊，及指向含這些關鍵字記錄的指標，且葉子結點本身依關鍵字的大小自小而大順序連結。
3.）所有的非終端結點可以看成是索引部分，結點中僅含其子樹中的最大（或最小）關鍵字。
4.）B+ 樹中，資料物件的插入和刪除僅在葉節點上進行。
5.）B+樹有2個頭指標，一個是樹的根節點，一個是最小關鍵碼的葉節點。
2）雜湊索引
簡要說下，類似於資料結構中簡單實現的HASH表（散列表）一樣，當我們在mysql中用雜湊索引時，主要就是通過Hash演算法（常見的Hash演算法有直接定址法、平方取中法、摺疊法、除數取餘法、隨機數法），將資料庫欄位資料轉換成定長的Hash值，與這條資料的行指標一併存入Hash表的對應位置；如果發生Hash碰撞（兩個不同關鍵字的Hash值相同），則在對應Hash鍵下以連結串列形式儲存。當然這只是簡略模擬圖。
ps：關於資料結構，有興趣深入的朋友可以關注我後檢視【資料結構】專題，這裡不做詳細講解。
五、建立索引的原則（重中之重）
索引雖好，但也不是無限制的使用，最好符合一下幾個原則
1） 最左字首匹配原則，組合索引非常重要的原則，mysql會一直向右匹配直到遇到範圍查詢(>、<、between、like)就停止匹配，比如a = 1 and b = 2 and c > 3 and d = 4 如果建立(a,b,c,d)順序的索引，d是用不到索引的，如果建立(a,b,d,c)的索引則都可以用到，a,b,d的順序可以任意調整。
2）較頻繁作為查詢條件的欄位才去建立索引
3）更新頻繁欄位不適合建立索引
4）若是不能有效區分資料的列不適合做索引列(如性別，男女未知，最多也就三種，區分度實在太低)
5）儘量的擴充套件索引，不要新建索引。比如表中已經有a的索引，現在要加(a,b)的索引，那麼只需要修改原來的索引即可。
6）定義有外來鍵的資料列一定要建立索引。
7）對於那些查詢中很少涉及的列，重複值比較多的列不要建立索引。
8）對於定義為text、image和bit的資料型別的列不要建立索引。
百萬級別或以上的資料如何刪除
關於索引：由於索引需要額外的維護成本，因為索引檔案是單獨存在的檔案,所以當我們對資料的增加,修改,刪除,都會產生額外的對索引檔案的操作,這些操作需要消耗額外的IO,會降低增/改/刪的執行效率。所以，在我們刪除資料庫百萬級別資料的時候，查詢MySQL官方手冊得知刪除資料的速度和建立的索引數量是成正比的。
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所以我們想要刪除百萬資料的時候可以先刪除索引（此時大概耗時三分多鐘）
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然後刪除其中無用資料（此過程需要不到兩分鐘）
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刪除完成後重新建立索引(此時資料較少了)建立索引也非常快，約十分鐘左右。
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與之前的直接刪除絕對是要快速很多，更別說萬一刪除中斷,一切刪除會回滾。那更是坑了。
今天，索引的講解就到這裡，重點提一下，索引基本原理和建立索引的原則是重點，面試基本必問！大家可以收藏好多理解理解。本號內有多個專題，如【資料結構】、【netty專題】、【dubbo專題】、【mysql優化專題】、【redis專題】、【高併發專題】等優質好文。覺得有收穫的同學來個關注。