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全面加速動態網站"MySQL"索引(SELECT)的分析和優化

←手機掃碼閱讀     火星人 @ 2014-03-09 , reply:0
MySQL是一個精巧的SQL資料庫管理系統,它的強大功能、靈活性、豐富的應用編程介面(API)以及精巧的系統結構,受到了廣大自由軟體愛好者甚至是商業軟體用戶的青睞.下面我們來講解下性能優化篇!

一、什麼是索引?


索引用來快速地尋找那些具有特定值的記錄,所有MySQL索 引都以B-樹的形式保存.如果沒有索引,執行查詢時MySQL必須從第一個記錄開始掃描整個表的所有記錄,直至找到符合要求的記錄.表裡面的記錄數量越 多,這個操作的代價就越高.如果作為搜索條件的列上已經創建了索引,MySQL無需掃描任何記錄即可迅速得到目標記錄所在的位置.如果表有1000個記 錄,通過索引查找記錄至少要比順序掃描記錄快100倍.


假設我們創建了一個名為people的表:


CREATE TABLE people ( peopleid SMALLINT NOT NULL, name CHAR(50) NOT NULL );






然後,我們完全隨機把1000個不同name值插入到people表.在數據文件中name 列沒有任何明確的次序.如果我們創建了name列的索引,MySQL將在索引中排序name列,對於索引中的每一項,MySQL在內部為它保存一個數據文 件中實際記錄所在位置的「指針」.因此,如果我們要查找name等於「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,然後直接轉到數據文件中相應的行,準確地返回該行的 peopleid(999).在這個過程中,MySQL只需處理一個行就可以返回結果.如果沒有「name」列的索引,MySQL要掃描數據文件中的所有 記錄,即1000個記錄!顯然,需要MySQL處理的記錄數量越少,則它完成任務的速度就越快.


二、索引的類型


MySQL提供多種索引類型供選擇:


普通索引 :


這是最基本的索引類型,它沒有唯一性之類的限制.普通索引可以通過以下幾種方式創建:


創建索引,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);


創建表的時候指定索引,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,但有一個區別:索引列的所有值都只能出現一次,即必須唯一.唯一性索引可以用以下幾種方式創建:


創建索引,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);


創建表的時候指定索引,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」.如果你曾經用過AUTO_INCREMENT類型的列,你可能已經熟悉主鍵之類的概念了.主鍵一般在創建表的時候指定,例如「CREATE TABLE tablename ( [...], PRIMARY KEY (列的列表) ); 」.但是,我們也可以通過修改表的方式加入主鍵,例如「ALTER TABLE tablename ADD PRIMARY KEY (列的列表); 」.每個表只能有一個主鍵.





全文索引:


MySQL從3.23.23版開始支持全文索引和全文檢索.在MySQL中,全文索引的索引 類型為FULLTEXT.全文索引可以在VARCHAR或者TEXT類型的列上創建.它可以通過CREATE TABLE命令創建,也可以通過ALTER TABLE或CREATE INDEX命令創建.對於大規模的數據集,通過ALTER TABLE(或者CREATE INDEX)命令創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,請參見MySQL documentation.


三、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.下面我們通過具體的例子來說明這兩種索引的區別.假設有這樣一個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people表的數據:


這個數據片段中有四個名字為「Mikes」的人(其中兩個姓Sullivans,兩個姓McConnells),有兩個年齡為17歲的人,還有一個名字與眾不同的Joe Smith.


這個表的主要用途是根據指定的用戶姓、名以及年齡返回相應的peopleid.例如,我們可 能需要查找姓名為Mike Sullivan、年齡17歲用戶的peopleid(SQL命令為SELECT peopleid FROM people WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan' AND age=17;).由於我們不想讓MySQL每次執行查詢就去掃描整個表,這裡需要考慮運用索引.


,我們可以考慮在單個列上創建索引,比如firstname、lastname或者 age列.如果我們創建firstname列的索引(ALTER TABLE people ADD INDEX firstname (firstname);),MySQL將通過這個索引迅速把搜索範圍限制到那些firstname='Mike'的記錄,然後再在這個「中間結果集」上 進行其他條件的搜索:它排除那些lastname不等於「Sullivan」的記錄,然後排除那些age不等於17的記錄.當記錄滿足所有搜索條件之後,MySQL就返回最終的搜索結果.


由於建立了firstname列的索引,與執行表的完全掃描相比,MySQL的效率提高了很 多,但我們要求MySQL掃描的記錄數量仍舊遠遠超過了實際所需要的.雖然我們可以刪除firstname列上的索引,再創建lastname或者age 列的索引,但總地看來,不論在哪個列上創建索引搜索效率仍舊相似.


為了提高搜索效率,我們需要考慮運用多列索引.如果為firstname、lastname和age這三個列創建一個多列索引,MySQL只需一次檢索就能夠找出正確的結果!下面是創建這個多列索引的SQL命令:


ALTER TABLE people ADD INDEX fname_lname_age (firstname,lastname,age);






由於索引文件以B-樹格式保存,MySQL能夠立即轉到合適的firstname,然後再轉到合適的lastname,轉到合適的age.在沒有掃描數據文件任何一個記錄的情況下,MySQL就正確地找出了搜索的目標記錄!


那麼,如果在firstname、lastname、age這三個列上分別創建單列索引,效 果是否和創建一個firstname、lastname、age的多列索引一樣呢?答案是否定的,兩者完全不同.當我們執行查詢的時候,MySQL只能使 用一個索引.如果你有三個單列的索引,MySQL會試圖選擇一個限制最嚴格的索引.但是,即使是限制最嚴格的單列索引,它的限制能力也肯定遠遠低於 firstname、lastname、age這三個列上的多列索引.


四、最左前綴


多列索引還有另外一個優點,它通過稱為最左前綴(Leftmost Prefixing)的概念體現出來.繼續考慮前面的例子,現在我們有一個firstname、lastname、age列上的多列索引,我們稱這個索引 為fname_lname_age.當搜索條件是以下各種列的組合時,MySQL將使用fname_lname_age索引:


firstname,lastname,agefirstname,lastnamefirstname






從另一方面理解,它相當於我們創建了(firstname,lastname,age)、(firstname,lastname)以及(firstname)這些列組合上的索引.下面這些查詢都能夠使用這個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';


五、選擇索引列


在性能優化過程中,選擇在哪些列上創建索引是最重要的步驟之一.可以考慮使用索引的主要有兩種類型的列:在WHERE子句中出現的列,在join子句中出現的列.請看下面這個查詢:


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






這個查詢與前面的查詢略有不同,但仍屬於簡單查詢.由於age是在SELECT部分被引用,MySQL不會用它來限制列選擇操作.因此,對於這個查詢來說,創建age列的索引沒有什麼必要.下面是一個更複雜的例子:


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,由於firstname和lastname出現在WHERE子句中,因此 這兩個列仍舊有創建索引的必要.除此之外,由於town表的townid列出現在join子句中,因此我們需要考慮創建該列的索引.那麼,我們是否可以簡 單地認為應該索引WHERE子句和join子句中出現的每一個列呢?差不多如此,但並不完全.我們還必須考慮到對列進行比較的操作符類型.MySQL只有 對以下操作符才使用索引:<,<=,=,>,>=,BETWEEN,IN,以及某些時候的LIKE.可以在LIKE操作中使用索 引的情形是指另一個操作數不是以通配符(%或者_)開頭的情形.例如,「SELECT peopleid FROM people WHERE firstname LIKE 'Mich%'; 」這個查詢將使用索引,但「SELECT peopleid FROM people WHERE firstname LIKE '%ike'; 」這個查詢不會使用索引.


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