• mysql 索引原理与慢查询优化


    一 介绍

    为何要有索引?

    一般的应用系统,读写比例在10:1左右,而且插入操作和一般的更新操作很少出现性能问题,在生产环境中,我们遇到最多的,也是最容易出问题的,还是一些复杂的查询操作,因此对查询语句的优化显然是重中之重。说起加速查询,就不得不提到索引了。

    什么是索引?

    索引在MySQL中也叫做“键”,是存储引擎用于快速找到记录的一种数据结构。索引对于良好的性能
    非常关键,尤其是当表中的数据量越来越大时,索引对于性能的影响愈发重要。
    索引优化应该是对查询性能优化最有效的手段了。索引能够轻易将查询性能提高好几个数量级。
    索引相当于字典的音序表,如果要查某个字,如果不使用音序表,则需要从几百页中逐页去查。

    二 索引的原理

    一 索引原理

    索引的目的在于提高查询效率,与我们查阅图书所用的目录是一个道理:先定位到章,然后定位到该章下的一个小节,然后找到页数。相似的例子还有:查字典,查火车车次,飞机航班等

    本质都是:通过不断地缩小想要获取数据的范围来筛选出最终想要的结果,同时把随机的事件变成顺序的事件,也就是说,有了这种索引机制,我们可以总是用同一种查找方式来锁定数据。

    数据库也是一样,但显然要复杂的多,因为不仅面临着等值查询,还有范围查询(>、<、between、in)、模糊查询(like)、并集查询(or)等等。数据库应该选择怎么样的方式来应对所有的问题呢?我们回想字典的例子,能不能把数据分成段,然后分段查询呢?最简单的如果1000条数据,1到100分成第一段,101到200分成第二段,201到300分成第三段......这样查第250条数据,只要找第三段就可以了,一下子去除了90%的无效数据。但如果是1千万的记录呢,分成几段比较好?稍有算法基础的同学会想到搜索树,其平均复杂度是lgN,具有不错的查询性能。但这里我们忽略了一个关键的问题,复杂度模型是基于每次相同的操作成本来考虑的。而数据库实现比较复杂,一方面数据是保存在磁盘上的,另外一方面为了提高性能,每次又可以把部分数据读入内存来计算,因为我们知道访问磁盘的成本大概是访问内存的十万倍左右,所以简单的搜索树难以满足复杂的应用场景。

    二 磁盘IO与预读

    前面提到了访问磁盘,那么这里先简单介绍一下磁盘IO和预读,磁盘读取数据靠的是机械运动,每次读取数据花费的时间可以分为寻道时间、旋转延迟、传输时间三个部分,寻道时间指的是磁臂移动到指定磁道所需要的时间,主流磁盘一般在5ms以下;旋转延迟就是我们经常听说的磁盘转速,比如一个磁盘7200转,表示每分钟能转7200次,也就是说1秒钟能转120次,旋转延迟就是1/120/2 = 4.17ms;传输时间指的是从磁盘读出或将数据写入磁盘的时间,一般在零点几毫秒,相对于前两个时间可以忽略不计。那么访问一次磁盘的时间,即一次磁盘IO的时间约等于5+4.17 = 9ms左右,听起来还挺不错的,但要知道一台500 -MIPS(Million Instructions Per Second)的机器每秒可以执行5亿条指令,因为指令依靠的是电的性质,换句话说执行一次IO的时间可以执行约450万条指令,数据库动辄十万百万乃至千万级数据,每次9毫秒的时间,显然是个灾难。下图是计算机硬件延迟的对比图,供大家参考:

     

    考虑到磁盘IO是非常高昂的操作,计算机操作系统做了一些优化,当一次IO时,不光把当前磁盘地址的数据,而是把相邻的数据也都读取到内存缓冲区内,因为局部预读性原理告诉我们,当计算机访问一个地址的数据的时候,与其相邻的数据也会很快被访问到。每一次IO读取的数据我们称之为一页(page)。具体一页有多大数据跟操作系统有关,一般为4k或8k,也就是我们读取一页内的数据时候,实际上才发生了一次IO,这个理论对于索引的数据结构设计非常有帮助。

    三 索引的数据结构

    前面讲了索引的基本原理,数据库的复杂性,又讲了操作系统的相关知识,目的就是让大家了解,任何一种数据结构都不是凭空产生的,一定会有它的背景和使用场景,我们现在总结一下,我们需要这种数据结构能够做些什么,其实很简单,那就是:每次查找数据时把磁盘IO次数控制在一个很小的数量级,最好是常数数量级。那么我们就想到如果一个高度可控的多路搜索树是否能满足需求呢?就这样,b+树应运而生。

    如上图,是一颗b+树,关于b+树的定义可以参见B+树,这里只说一些重点,浅蓝色的块我们称之为一个磁盘块,可以看到每个磁盘块包含几个数据项(深蓝色所示)和指针(黄色所示),如磁盘块1包含数据项17和35,包含指针P1、P2、P3,P1表示小于17的磁盘块,P2表示在17和35之间的磁盘块,P3表示大于35的磁盘块。真实的数据存在于叶子节点即3、5、9、10、13、15、28、29、36、60、75、79、90、99。非叶子节点只不存储真实的数据,只存储指引搜索方向的数据项,如17、35并不真实存在于数据表中。

    ###b+树的查找过程
    如图所示,如果要查找数据项29,那么首先会把磁盘块1由磁盘加载到内存,此时发生一次IO,在内存中用二分查找确定29在17和35之间,锁定磁盘块1的P2指针,内存时间因为非常短(相比磁盘的IO)可以忽略不计,通过磁盘块1的P2指针的磁盘地址把磁盘块3由磁盘加载到内存,发生第二次IO,29在26和30之间,锁定磁盘块3的P2指针,通过指针加载磁盘块8到内存,发生第三次IO,同时内存中做二分查找找到29,结束查询,总计三次IO。真实的情况是,3层的b+树可以表示上百万的数据,如果上百万的数据查找只需要三次IO,性能提高将是巨大的,如果没有索引,每个数据项都要发生一次IO,那么总共需要百万次的IO,显然成本非常非常高。

    ###b+树性质
    1.索引字段要尽量的小:通过上面的分析,我们知道IO次数取决于b+数的高度h,假设当前数据表的数据为N,每个磁盘块的数据项的数量是m,则有h=㏒(m+1)N,当数据量N一定的情况下,m越大,h越小;而m = 磁盘块的大小 / 数据项的大小,磁盘块的大小也就是一个数据页的大小,是固定的,如果数据项占的空间越小,数据项的数量越多,树的高度越低。这就是为什么每个数据项,即索引字段要尽量的小,比如int占4字节,要比bigint8字节少一半。这也是为什么b+树要求把真实的数据放到叶子节点而不是内层节点,一旦放到内层节点,磁盘块的数据项会大幅度下降,导致树增高。当数据项等于1时将会退化成线性表。
    2.索引的最左匹配特性:当b+树的数据项是复合的数据结构,比如(name,age,sex)的时候,b+数是按照从左到右的顺序来建立搜索树的,比如当(张三,20,F)这样的数据来检索的时候,b+树会优先比较name来确定下一步的所搜方向,如果name相同再依次比较age和sex,最后得到检索的数据;但当(20,F)这样的没有name的数据来的时候,b+树就不知道下一步该查哪个节点,因为建立搜索树的时候name就是第一个比较因子,必须要先根据name来搜索才能知道下一步去哪里查询。比如当(张三,F)这样的数据来检索时,b+树可以用name来指定搜索方向,但下一个字段age的缺失,所以只能把名字等于张三的数据都找到,然后再匹配性别是F的数据了, 这个是非常重要的性质,即索引的最左匹配特性。

    三 MySQL索引管理

    一 功能

    #1. 索引的功能就是加速查找
    #2. mysql中的primary key,unique,联合唯一也都是索引,这些索引除了加速查找以外,还有约束的功能

    二 MySQL的索引分类

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    普通索引INDEX:加速查找
    
    唯一索引:
        -主键索引PRIMARY KEY:加速查找+约束(不为空、不能重复)
        -唯一索引UNIQUE:加速查找+约束(不能重复)
    
    联合索引:
        -PRIMARY KEY(id,name):联合主键索引
        -UNIQUE(id,name):联合唯一索引
        -INDEX(id,name):联合普通索引
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    举个例子来说,比如你在为某商场做一个会员卡的系统。
    
    这个系统有一个会员表
    有下列字段:
    会员编号 INT
    会员姓名 VARCHAR(10)
    会员身份证号码 VARCHAR(18)
    会员电话 VARCHAR(10)
    会员住址 VARCHAR(50)
    会员备注信息 TEXT
    
    那么这个 会员编号,作为主键,使用 PRIMARY
    会员姓名 如果要建索引的话,那么就是普通的 INDEX
    会员身份证号码 如果要建索引的话,那么可以选择 UNIQUE (唯一的,不允许重复)
    
    #除此之外还有全文索引,即FULLTEXT
    会员备注信息 , 如果需要建索引的话,可以选择全文搜索。
    用于搜索很长一篇文章的时候,效果最好。
    用在比较短的文本,如果就一两行字的,普通的 INDEX 也可以。
    但其实对于全文搜索,我们并不会使用MySQL自带的该索引,而是会选择第三方软件如Sphinx,专门来做全文搜索。
    
    #其他的如空间索引SPATIAL,了解即可,几乎不用
    
    各个索引的应用场景

    三 索引的两大类型hash与btree

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    #我们可以在创建上述索引的时候,为其指定索引类型,分两类
    hash类型的索引:查询单条快,范围查询慢
    btree类型的索引:b+树,层数越多,数据量指数级增长(我们就用它,因为innodb默认支持它)
    
    #不同的存储引擎支持的索引类型也不一样
    InnoDB 支持事务,支持行级别锁定,支持 B-tree、Full-text 等索引,不支持 Hash 索引;
    MyISAM 不支持事务,支持表级别锁定,支持 B-tree、Full-text 等索引,不支持 Hash 索引;
    Memory 不支持事务,支持表级别锁定,支持 B-tree、Hash 等索引,不支持 Full-text 索引;
    NDB 支持事务,支持行级别锁定,支持 Hash 索引,不支持 B-tree、Full-text 等索引;
    Archive 不支持事务,支持表级别锁定,不支持 B-tree、Hash、Full-text 等索引;
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    四 创建/删除索引的语法

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    #方法一:创建表时
          CREATE TABLE 表名 (
                    字段名1  数据类型 [完整性约束条件…],
                    字段名2  数据类型 [完整性约束条件…],
                    [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL ]   INDEX | KEY
                    [索引名]  (字段名[(长度)]  [ASC |DESC]) 
                    );
    
    
    #方法二:CREATE在已存在的表上创建索引
            CREATE  [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL ]  INDEX  索引名 
                         ON 表名 (字段名[(长度)]  [ASC |DESC]) ;
    
    
    #方法三:ALTER TABLE在已存在的表上创建索引
            ALTER TABLE 表名 ADD  [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL ] INDEX
                                 索引名 (字段名[(长度)]  [ASC |DESC]) ;
                                 
    #删除索引:DROP INDEX 索引名 ON 表名字;
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    四 测试索引

    1 准备

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    #1. 准备表
    create table s1(
    id int,
    name varchar(20),
    gender char(6),
    email varchar(50)
    );
    
    #2. 创建存储过程,实现批量插入记录
    delimiter $$ #声明存储过程的结束符号为$$
    create procedure auto_insert1()
    BEGIN
        declare i int default 1;
        while(i<3000000)do
            insert into s1 values(i,concat('egon',i),'male',concat('egon',i,'@oldboy'));
            set i=i+1;
        end while;
    END$$ #$$结束
    delimiter ; #重新声明分号为结束符号
    
    #3. 查看存储过程
    show create procedure auto_insert1G 
    
    #4. 调用存储过程
    call auto_insert1();
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    2 在没有索引的前提下测试查询速度

    #无索引:mysql根本就不知道到底是否存在id等于333333333的记录,只能把数据表从头到尾扫描一遍,此时有多少个磁盘块就需要进行多少IO操作,所以查询速度很慢
    
    mysql> select * from s1 where id=333333333;
    Empty set (0.33 sec)

    三 在表中已经存在大量数据的前提下,为某个字段段建立索引,建立速度会很慢

    四 在索引建立完毕后,以该字段为查询条件时,查询速度提升明显

    PS:

    1. mysql先去索引表里根据b+树的搜索原理很快搜索到id等于333333333的记录不存在,IO大大降低,因而速度明显提升

    2. 我们可以去mysql的data目录下找到该表,可以看到占用的硬盘空间多了

    3. 需要注意,如下图

    ps:我们可以去mysql的data目录下找到该表,可以看到占用的硬盘空间多了

     五 总结

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    #1. 一定是为搜索条件的字段创建索引,比如select * from s1 where id = 333;就需要为id加上索引
    
    #2. 在表中已经有大量数据的情况下,建索引会很慢,且占用硬盘空间,建完后查询速度加快
    比如create index idx on s1(id);会扫描表中所有的数据,然后以id为数据项,创建索引结构,存放于硬盘的表中。
    建完以后,再查询就会很快了。
    
    #3. 需要注意的是:innodb表的索引会存放于s1.ibd文件中,而myisam表的索引则会有单独的索引文件table1.MYI
    
    MySAM索引文件和数据文件是分离的,索引文件仅保存数据记录的地址。而在innodb中,表数据文件本身就是按照B+Tree(BTree即Balance True)组织的一个索引结构,这棵树的叶节点data域保存了完整的数据记录。这个索引的key是数据表的主键,因此innodb表数据文件本身就是主索引。
    因为inndob的数据文件要按照主键聚集,所以innodb要求表必须要有主键(Myisam可以没有),如果没有显式定义,则mysql系统会自动选择一个可以唯一标识数据记录的列作为主键,如果不存在这种列,则mysql会自动为innodb表生成一个隐含字段作为主键,这字段的长度为6个字节,类型为长整型.
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    六 正确使用索引

    一 索引未命中

    并不是说我们创建了索引就一定会加快查询速度,若想利用索引达到预想的提高查询速度的效果,我们在添加索引时,必须遵循以下问题

    1 范围问题,或者说条件不明确,条件中出现这些符号或关键字:>、>=、<、<=、!= 、between...and...、like、

    大于号、小于号

    不等于!=

    between ...and...

    like

    2 尽量选择区分度高的列作为索引,区分度的公式是count(distinct col)/count(*),表示字段不重复的比例,比例越大我们扫描的记录数越少,唯一键的区分度是1,而一些状态、性别字段可能在大数据面前区分度就是0,那可能有人会问,这个比例有什么经验值吗?使用场景不同,这个值也很难确定,一般需要join的字段我们都要求是0.1以上,即平均1条扫描10条记录

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    #先把表中的索引都删除,让我们专心研究区分度的问题
    mysql> desc s1;
    +--------+-------------+------+-----+---------+-------+
    | Field  | Type        | Null | Key | Default | Extra |
    +--------+-------------+------+-----+---------+-------+
    | id     | int(11)     | YES  | MUL | NULL    |       |
    | name   | varchar(20) | YES  |     | NULL    |       |
    | gender | char(5)     | YES  |     | NULL    |       |
    | email  | varchar(50) | YES  | MUL | NULL    |       |
    +--------+-------------+------+-----+---------+-------+
    rows in set (0.00 sec)
    
    mysql> drop index a on s1;
    Query OK, 0 rows affected (0.20 sec)
    Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0
    
    mysql> drop index d on s1;
    Query OK, 0 rows affected (0.18 sec)
    Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0
    
    mysql> desc s1;
    +--------+-------------+------+-----+---------+-------+
    | Field  | Type        | Null | Key | Default | Extra |
    +--------+-------------+------+-----+---------+-------+
    | id     | int(11)     | YES  |     | NULL    |       |
    | name   | varchar(20) | YES  |     | NULL    |       |
    | gender | char(5)     | YES  |     | NULL    |       |
    | email  | varchar(50) | YES  |     | NULL    |       |
    +--------+-------------+------+-----+---------+-------+
    rows in set (0.00 sec)
    
    #先把表中的索引都删除,让我们专心研究区分度的问题
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    我们编写存储过程为表s1批量添加记录,name字段的值均为egon,也就是说name这个字段的区分度很低(gender字段也是一样的,我们稍后再搭理它)
    
    回忆b+树的结构,查询的速度与树的高度成反比,要想将树的高低控制的很低,需要保证:在某一层内数据项均是按照从左到右,从小到大的顺序依次排开,即左1<左2<左3<...
    
    而对于区分度低的字段,无法找到大小关系,因为值都是相等的,毫无疑问,还想要用b+树存放这些等值的数据,只能增加树的高度,字段的区分度越低,则树的高度越高。极端的情况,索引字段的值都一样,那么b+树几乎成了一根棍。本例中就是这种极端的情况,name字段所有的值均为'egon'
    
    #现在我们得出一个结论:为区分度低的字段建立索引,索引树的高度会很高,然而这具体会带来什么影响呢???
    
    #1:如果条件是name='xxxx',那么肯定是可以第一时间判断出'xxxx'是不在索引树中的(因为树中所有的值均为'egon’),所以查询速度很快
    
    #2:如果条件正好是name='egon',查询时,我们永远无法从树的某个位置得到一个明确的范围,只能往下找,往下找,往下找。。。这与全表扫描的IO次数没有多大区别,所以速度很慢
    
    分析原因
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    3 =和in可以乱序,比如a = 1 and b = 2 and c = 3 建立(a,b,c)索引可以任意顺序,mysql的查询优化器会帮你优化成索引可以识别的形式

    4 索引列不能参与计算,保持列“干净”,比如from_unixtime(create_time) = ’2014-05-29’就不能使用到索引,原因很简单,b+树中存的都是数据表中的字段值,但进行检索时,需要把所有元素都应用函数才能比较,显然成本太大。所以语句应该写成create_time = unix_timestamp(’2014-05-29’)

    5 and/or

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    #1、and与or的逻辑
        条件1 and 条件2:所有条件都成立才算成立,但凡要有一个条件不成立则最终结果不成立
        条件1 or 条件2:只要有一个条件成立则最终结果就成立
    
    #2、and的工作原理
        条件:
            a = 10 and b = 'xxx' and c > 3 and d =4
        索引:
            制作联合索引(d,a,b,c)
        工作原理:
            对于连续多个and:mysql会按照联合索引,从左到右的顺序找一个区分度高的索引字段(这样便可以快速锁定很小的范围),加速查询,即按照d—>a->b->c的顺序
    
    #3、or的工作原理
        条件:
            a = 10 or b = 'xxx' or c > 3 or d =4
        索引:
            制作联合索引(d,a,b,c)
            
        工作原理:
            对于连续多个or:mysql会按照条件的顺序,从左到右依次判断,即a->b->c->d
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    在左边条件成立但是索引字段的区分度低的情况下(name与gender均属于这种情况),会依次往右找到一个区分度高的索引字段,加速查询

    经过分析,在条件为name='egon' and gender='male' and id>333 and email='xxx'的情况下,我们完全没必要为前三个条件的字段加索引,因为只能用上email字段的索引,前三个字段的索引反而会降低我们的查询效率

    6 最左前缀匹配原则(详见第八小节),非常重要的原则,对于组合索引mysql会一直向右匹配直到遇到范围查询(>、<、between、like)就停止匹配(指的是范围大了,有索引速度也慢),比如a = 1 and b = 2 and c > 3 and d = 4 如果建立(a,b,c,d)顺序的索引,d是用不到索引的,如果建立(a,b,d,c)的索引则都可以用到,a,b,d的顺序可以任意调整。

    7 其他情况

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    - 使用函数
        select * from tb1 where reverse(email) = 'egon';
                
    - 类型不一致
        如果列是字符串类型,传入条件是必须用引号引起来,不然...
        select * from tb1 where email = 999;
        
    #排序条件为索引,则select字段必须也是索引字段,否则无法命中
    - order by
        select name from s1 order by email desc;
        当根据索引排序时候,select查询的字段如果不是索引,则速度仍然很慢
        select email from s1 order by email desc;
        特别的:如果对主键排序,则还是速度很快:
            select * from tb1 order by nid desc;
     
    - 组合索引最左前缀
        如果组合索引为:(name,email)
        name and email       -- 命中索引
        name                 -- 命中索引
        email                -- 未命中索引
    
    
    - count(1)或count(列)代替count(*)在mysql中没有差别了
    
    - create index xxxx  on tb(title(19)) #text类型,必须制定长度
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    其他注意事项

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    - 避免使用select *
    - count(1)或count(列) 代替 count(*)
    - 创建表时尽量时 char 代替 varchar
    - 表的字段顺序固定长度的字段优先
    - 组合索引代替多个单列索引(经常使用多个条件查询时)
    - 尽量使用短索引
    - 使用连接(JOIN)来代替子查询(Sub-Queries)
    - 连表时注意条件类型需一致
    - 索引散列值(重复少)不适合建索引,例:性别不适合
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     七 联合索引与覆盖索引

    一 联合索引

    联合索引时指对表上的多个列合起来做一个索引。联合索引的创建方法与单个索引的创建方法一样,不同之处在仅在于有多个索引列,如下

    复制代码
    mysql> create table t(
        -> a int,
        -> b int,
        -> primary key(a),
        -> key idx_a_b(a,b)
        -> );
    Query OK, 0 rows affected (0.11 sec)
    复制代码

     那么何时需要使用联合索引呢?在讨论这个问题之前,先来看一下联合索引内部的结果。从本质上来说,联合索引就是一棵B+树,不同的是联合索引的键值得数量不是1,而是>=2。接着来讨论两个整型列组成的联合索引,假定两个键值得名称分别为a、b如图

     

    可以看到这与我们之前看到的单个键的B+树并没有什么不同,键值都是排序的,通过叶子结点可以逻辑上顺序地读出所有数据,就上面的例子来说,即(1,1),(1,2),(2,1),(2,4),(3,1),(3,2),数据按(a,b)的顺序进行了存放。

    因此,对于查询select * from table where a=xxx and b=xxx, 显然是可以使用(a,b) 这个联合索引的,对于单个列a的查询select * from table where a=xxx,也是可以使用(a,b)这个索引的。

    但对于b列的查询select * from table where b=xxx,则不可以使用(a,b) 索引,其实你不难发现原因,叶子节点上b的值为1、2、1、4、1、2显然不是排序的,因此对于b列的查询使用不到(a,b) 索引

    联合索引的第二个好处是在第一个键相同的情况下,已经对第二个键进行了排序处理,例如在很多情况下应用程序都需要查询某个用户的购物情况,并按照时间进行排序,最后取出最近三次的购买记录,这时使用联合索引可以帮我们避免多一次的排序操作,因为索引本身在叶子节点已经排序了,如下

     View Code

    二 覆盖索引

    InnoDB存储引擎支持覆盖索引(covering index,或称索引覆盖),即从辅助索引中就可以得到查询记录,而不需要查询聚集索引中的记录。

    使用覆盖索引的一个好处是:辅助索引不包含整行记录的所有信息,故其大小要远小于聚集索引,因此可以减少大量的IO操作


     注意:覆盖索引技术最早是在InnoDB Plugin中完成并实现,这意味着对于InnoDB版本小于1.0的,或者MySQL数据库版本为5.0以下的,InnoDB存储引擎不支持覆盖索引特性


    对于InnoDB存储引擎的辅助索引而言,由于其包含了主键信息,因此其叶子节点存放的数据为(primary key1,priamey key2,...,key1,key2,...)。例如

    复制代码
    select age from s1 where id=123 and name = 'egon'; #id字段有索引,但是name字段没有索引,该sql命中了索引,但未覆盖,需要去聚集索引中再查找详细信息。
    最牛逼的情况是,索引字段覆盖了所有,那全程通过索引来加速查询以及获取结果就ok了
    mysql> desc s1;
    +--------+-------------+------+-----+---------+-------+
    | Field | Type | Null | Key | Default | Extra |
    +--------+-------------+------+-----+---------+-------+
    | id | int(11) | NO | | NULL | |
    | name | varchar(20) | YES | | NULL | |
    | gender | char(6) | YES | | NULL | |
    | email | varchar(50) | YES | | NULL | |
    +--------+-------------+------+-----+---------+-------+
    rows in set (0.21 sec)
    
    mysql> explain select name from s1 where id=1000; #没有任何索引
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+---------+----------+-------------+
    | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra |
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+---------+----------+-------------+
    | 1 | SIMPLE | s1 | NULL | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 2688336 | 10.00 | Using where |
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+---------+----------+-------------+
    row in set, 1 warning (0.00 sec)
    
    mysql> create index idx_id on s1(id); #创建索引
    Query OK, 0 rows affected (4.16 sec)
    Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
    
    mysql> explain select name from s1 where id=1000; #命中辅助索引,但是未覆盖索引,还需要从聚集索引中查找name
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------+
    | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra |
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------+
    | 1 | SIMPLE | s1 | NULL | ref | idx_id | idx_id | 4 | const | 1 | 100.00 | NULL |
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------+
    row in set, 1 warning (0.08 sec)
    
    mysql> explain select id from s1 where id=1000; #在辅助索引中就找到了全部信息,Using index代表覆盖索引
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------------+
    | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra |
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------------+
    | 1 | SIMPLE | s1 | NULL | ref | idx_id | idx_id | 4 | const | 1 | 100.00 | Using index |
    +----+-------------+-------+------------+------+---------------+--------+---------+-------+------+----------+-------------+
    row in set, 1 warning (0.03 sec)
    复制代码

    覆盖索引的另外一个好处是对某些统计问题而言的。基于上一小结创建的表buy_log,查询计划如下

    复制代码
    mysql> explain select count(*) from buy_log;
    +----+-------------+---------+-------+---------------+--------+---------+------+------+-------------+
    | id | select_type | table   | type  | possible_keys | key    | key_len | ref  | rows | Extra       |
    +----+-------------+---------+-------+---------------+--------+---------+------+------+-------------+
    |  1 | SIMPLE      | buy_log | index | NULL          | userid | 4       | NULL |    7 | Using index |
    +----+-------------+---------+-------+---------------+--------+---------+------+------+-------------+
    row in set (0.00 sec)
    复制代码

    innodb存储引擎并不会选择通过查询聚集索引来进行统计。由于buy_log表有辅助索引,而辅助索引远小于聚集索引,选择辅助索引可以减少IO操作,故优化器的选择如上key为userid辅助索引

    对于(a,b)形式的联合索引,一般是不可以选择b中所谓的查询条件。但如果是统计操作,并且是覆盖索引,则优化器还是会选择使用该索引,如下

    复制代码
    #联合索引userid_2(userid,buy_date),一般情况,我们按照buy_date是无法使用该索引的,但特殊情况下:查询语句是统计操作,且是覆盖索引,则按照buy_date当做查询条件时,也可以使用该联合索引
    mysql> explain select count(*) from buy_log where buy_date >= '2011-01-01' and buy_date < '2011-02-01';
    +----+-------------+---------+-------+---------------+----------+---------+------+------+--------------------------+
    | id | select_type | table   | type  | possible_keys | key      | key_len | ref  | rows | Extra                    |
    +----+-------------+---------+-------+---------------+----------+---------+------+------+--------------------------+
    |  1 | SIMPLE      | buy_log | index | NULL          | userid_2 | 8       | NULL |    7 | Using where; Using index |
    +----+-------------+---------+-------+---------------+----------+---------+------+------+--------------------------+
    row in set (0.00 sec)
    复制代码

     

    八 查询优化神器-explain

    关于explain命令相信大家并不陌生,具体用法和字段含义可以参考官网explain-output,这里需要强调rows是核心指标,绝大部分rows小的语句执行一定很快(有例外,下面会讲到)。所以优化语句基本上都是在优化rows。

    复制代码
    执行计划:让mysql预估执行操作(一般正确)
        all < index < range < index_merge < ref_or_null < ref < eq_ref < system/const
        id,email
        
        慢:
            select * from userinfo3 where name='alex'
            
            explain select * from userinfo3 where name='alex'
            type: ALL(全表扫描)
                select * from userinfo3 limit 1;
        快:
            select * from userinfo3 where email='alex'
            type: const(走索引)
    复制代码

    http://blog.itpub.net/29773961/viewspace-1767044/

     

    七 慢查询优化的基本步骤

    复制代码
    0.先运行看看是否真的很慢,注意设置SQL_NO_CACHE
    1.where条件单表查,锁定最小返回记录表。这句话的意思是把查询语句的where都应用到表中返回的记录数最小的表开始查起,单表每个字段分别查询,看哪个字段的区分度最高
    2.explain查看执行计划,是否与1预期一致(从锁定记录较少的表开始查询)
    3.order by limit 形式的sql语句让排序的表优先查
    4.了解业务方使用场景
    5.加索引时参照建索引的几大原则
    6.观察结果,不符合预期继续从0分析
    复制代码

    八 慢日志管理

    复制代码
    慢日志
                - 执行时间 > 10
                - 未命中索引
                - 日志文件路径
                
            配置:
                - 内存
                    show variables like '%query%';
                    show variables like '%queries%';
                    set global 变量名 = 值
                - 配置文件
                    mysqld --defaults-file='E:wupeiqimysql-5.7.16-winx64mysql-5.7.16-winx64my-default.ini'
                    
                    my.conf内容:
                        slow_query_log = ON
                        slow_query_log_file = D:/....
                        
                    注意:修改配置文件之后,需要重启服务
    复制代码
    复制代码
    MySQL日志管理
    ========================================================
    错误日志: 记录 MySQL 服务器启动、关闭及运行错误等信息
    二进制日志: 又称binlog日志,以二进制文件的方式记录数据库中除 SELECT 以外的操作
    查询日志: 记录查询的信息
    慢查询日志: 记录执行时间超过指定时间的操作
    中继日志: 备库将主库的二进制日志复制到自己的中继日志中,从而在本地进行重放
    通用日志: 审计哪个账号、在哪个时段、做了哪些事件
    事务日志或称redo日志: 记录Innodb事务相关的如事务执行时间、检查点等
    ========================================================
    一、bin-log
    1. 启用
    # vim /etc/my.cnf
    [mysqld]
    log-bin[=dir[filename]]
    # service mysqld restart
    2. 暂停
    //仅当前会话
    SET SQL_LOG_BIN=0;
    SET SQL_LOG_BIN=1;
    3. 查看
    查看全部:
    # mysqlbinlog mysql.000002
    按时间:
    # mysqlbinlog mysql.000002 --start-datetime="2012-12-05 10:02:56"
    # mysqlbinlog mysql.000002 --stop-datetime="2012-12-05 11:02:54"
    # mysqlbinlog mysql.000002 --start-datetime="2012-12-05 10:02:56" --stop-datetime="2012-12-05 11:02:54" 
    
    按字节数:
    # mysqlbinlog mysql.000002 --start-position=260
    # mysqlbinlog mysql.000002 --stop-position=260
    # mysqlbinlog mysql.000002 --start-position=260 --stop-position=930
    4. 截断bin-log(产生新的bin-log文件)
    a. 重启mysql服务器
    b. # mysql -uroot -p123 -e 'flush logs'
    5. 删除bin-log文件
    # mysql -uroot -p123 -e 'reset master' 
    
    
    二、查询日志
    启用通用查询日志
    # vim /etc/my.cnf
    [mysqld]
    log[=dir[filename]]
    # service mysqld restart
    
    三、慢查询日志
    启用慢查询日志
    # vim /etc/my.cnf
    [mysqld]
    log-slow-queries[=dir[filename]]
    long_query_time=n
    # service mysqld restart
    MySQL 5.6:
    slow-query-log=1
    slow-query-log-file=slow.log
    long_query_time=3
    查看慢查询日志
    测试:BENCHMARK(count,expr)
    SELECT BENCHMARK(50000000,2*3);
    
    日志管理
    复制代码

    九 参考博客

    https://tech.meituan.com/mysql-index.html 

    http://blog.itpub.net/29773961/viewspace-1767044/
    http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5716963.html

    http://www.cnblogs.com/hustcat/archive/2009/10/28/1591648.html
    http://www.cnblogs.com/mr-wid/archive/2013/05/09/3068229.html
    http://www.cnblogs.com/kissdodog/p/4159176.html
    http://blog.csdn.net/ggxxkkll/article/details/7551766
    http://blog.itpub.net/26435490/viewspace-1133659/
    http://pymysql.readthedocs.io/en/latest/user/examples.html
    http://www.cnblogs.com/lyhabc/p/3793524.html
    http://www.jianshu.com/p/ed32d69383d2
    http://doc.mysql.cn/mysql5/refman-5.1-zh.html-chapter/
    http://doc.mysql.cn/
    http://www.php100.com/html/webkaifa/database/Mysql/2013/0316/12223.html
    http://blog.csdn.net/ltylove2007/article/details/21084809
    http://lib.csdn.net/base/mysql
    http://blog.csdn.net/c_enhui/article/details/9021271
    http://www.cnblogs.com/edisonchou/p/3878135.html?utm_source=tuicool&utm_medium=referral
    http://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/11/11/2765465.html
    http://www.cnblogs.com/cchust/p/3444510.html
    http://www.docin.com/p-705091183.html
    http://www.open-open.com/doc/view/51f552745f514bbbaf0aaecf6c88509a
    http://www.open-open.com/doc/view/f80947a5c805458db8cf929834d241bf
    http://www.open-open.com/lib/view/open1435498096607.html
    http://www.open-open.com/doc/view/48c510607ab84fd8b87b158c3fe9d177
    http://www.open-open.com/lib/view/open1448032294072.html
    http://www.open-open.com/lib/view/open1404887901263.html
    http://www.cnblogs.com/cchust/p/3426927.html
    http://wribao.php230.com/category/news/1138254.html
    http://www.iqiyi.com/w_19rqqds1ut.html
    http://wenku.baidu.com/link?url=7Grxv0cQ_a00Ni2ZEU_cbDk2Wd2VTzlnS2UPKST3OF4oDqoLUQ2rQpOmK8ap12RDnXbnNs6gbY8DXVvWmo9bMxjWGS_vkhYus22ghAZYuES
    http://www.cnblogs.com/edisonchou/p/3878135.html
    http://blog.chinaunix.net/uid-540802-id-3419311.html
    http://my.oschina.net/scipio/blog/293052
    http://blog.itpub.net/29773961/viewspace-1767044/
    http://my.oschina.net/lionets/blog/407263

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