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在上一篇文章中#xff0c;我们介绍了InnoDB索引的数据结构模型#xff0c;今天我们再继续聊一下跟MySQL索引有关的概念。
在介绍之前#xff0c;我们先看一个问题#xff1a;
表初始化语句 mysql create table T (
ID int primary key,
k int NOT NULL DEFA…1.前言
在上一篇文章中我们介绍了InnoDB索引的数据结构模型今天我们再继续聊一下跟MySQL索引有关的概念。
在介绍之前我们先看一个问题
表初始化语句 mysql create table T (
ID int primary key,
k int NOT NULL DEFAULT 0,
s varchar(16) NOT NULL DEFAULT ,
index k(k))
engineInnoDB;insert into T values(100,1, aa),(200,2,bb),(300,3,cc),(500,5,ee),(600,6,ff),(700,7,gg);如果我们执行select * from T where k between 3 and 5需要执行几次树的搜索操作会扫描多少行
下面是该表的索引数据结构 1.在k索引树上找到k3的记录取得ID300 2.在到ID索引树查到ID300对应的行记录 3.在k索引树去下一个值k5取得ID500 4.再回到ID索引树查到ID500对应的行记录 5.在k索引树取下一个值k6不满足条件循环结束
在这个过程中回到主键索引树搜索的过程叫做回表。可以看到查询过程读了k索引树的3条记录步鄹1、3和5回表了两次2和4
在这个例子中由于查询结果所需要的数据只在主键索引上有所以不得不回表。那么有没有可能经过索引优化避免回表过程呢
2.覆盖索引
假设执行的语句是select ID from T where k between 3 and 5,这时只需要查ID的值而ID的值在k索引树了因此可以直接提供查询结果不需要回表。也就是说在这个查询里面索引k已经覆盖了查询的需求称之为覆盖索引。
由于覆盖索引可以减少树的搜索次数显著提升查询性能所以使用覆盖索引是一个常用的性能优化手段。
需要注意的是在引擎内部使用覆盖索引在索引k上其实读取了三个记录但是对于MySQL的server层来说它就是找引擎拿到了两条记录因此MySQL认为扫描行数是2.
基于上面覆盖索引我们来讨论一个问题在一个市民信息表是否有必要将身份证号和名字简历联合索引 市民表的建表语句 CREATE TABLE tuser (id int(11) NOT NULL,id_card varchar(32) DEFAULT NULL,name varchar(32) DEFAULT NULL,age int(11) DEFAULT NULL,ismale tinyint(1) DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (id),KEY id_card (id_card),KEY name_age (name,age)
) ENGINEInnoDB我们知道身份证号是市民的唯一标识也就是说如果根据身份证号查询市民信息的需求我们只要在身份证号字段上建立索引就够了。而再建立一个身份证号、姓名的联合索引是不是浪费空间
如果现在有一个高频请求要根据市民的身份证号查询他的姓名这个联合索引就有意以了。它可以在这个高频请求上用到覆盖索引不再需要回表查整行记录减少语句的执行时间。
当然索引字段的维护总是有代价的。因此在建立冗余索引来支持覆盖索引时就需要权衡考虑了
3.最左前缀原则
看到这里你一定有一个疑问如果为每一种查询都设计一个索引索引是不是太多了。如果我现在要按照市民的身份证号去查他的家庭地址呢虽然这个查询需求在业务中出现的概率不高但总不能让它走全表扫描吧反过来说单独为一个不频繁的请求创建一个身份证号地址的索引又感觉有点浪费mysql应该怎么做呢
我们先说结论B树这种索引结构可以利用索引的最左前缀来定位记录。
为了直观的说明这个概念我们用nameage这个联合索引来分析。 可以看到索引项是按照索引定义里面出现的字段顺序排序的。
当你的逻辑需求是查到所有名字是张三的人时可以快速定位到ID4然后向后遍历得到所有需要的结果。
如果你要查的是所有第一个字是张的人你的SQL语句的条件是where name like ”张%“。这时你也能够用上这个索引查找到第一个符合条件的记录是ID3然后向后遍历直到不满足条件为止。
可以看到不只是索引全部定义只要满足最左前缀就可以利用索引来加快检索。这个最左前缀可以是联合索引的最左N个字段也可以是字符串索引的最左N个字符。
基于上面对最左前缀索引的说明我们来讨论一个问题在建立联合索引的时候如何安排索引内的字段顺序。
这里我们的评估标准是索引的复用能力。因为支持最左前缀所以当已经有了a,b这个联合索引后一般就不需要单独在a上建立索引了。因此第一原则是如果通过调整顺序可以少维护一个索引那么这个顺序往往就是需要优先考虑采用的。
所以现在知道了这篇开头的问题里我们要为高频请求创建身份证号姓名这个联合索引并用这个索引支持根据身份证号查询地址的需求。
那么如果既有联合查询又有基于a、b各自查询的呢查询条件里面只有b的语句是无法使用(a,b)这个联合索引的这时候你就不得不维护另外一个索引b。
这时候我们就要考虑的原则就是空间了。比如上面这个市民表的情况name字段是比age字段大的那我就建议创建一个(name,age)的联合索引和一个age的索引。
4.索引下推
上面我们说了最左前缀原则如果遇到不满足最左前缀的部分又会怎么样呢
我们还是以市民表的联合索引nameage为例。如果我现在有一个需求检索出表中名字第一个字是张并且年龄是10岁的所有男孩SQL书写如下
select * from tuser where name like 张% and age 10 and ismale 1;我们已经知道了最左前缀原则上面的SQL语句只能用张找到第一个满足条件的记录ID3。
然后呢
当然是判断其他条件是否满足。
在MySQL5.6之前只能从ID3开始一个个回表。到主键索引上找出数据行在对比字段值。
而MySQL5.6引入了索引下推优化可以在索引变量过程中对索引中包含的字段先做判断直接过滤掉不满足条件的记录减少回表次数。下图是两个执行的过程图 上面每个虚线箭头标识回表一次。
第一个图在nameage索引里面我特意去掉了age的值这个过程InnoDB并不会去看age的值只是按顺序把name第一个字是张的记录一条条取出来回表。因此需要回表4次。
第二个图InnoDB在nameage索引内部就判断了age是否等于10对于不等于10的记录直接判断并跳过。这这个例子中只需要对ID4、ID5这两条记录回表取数据判断只需要回表2次。
5.小结
今天这篇文章我们讨论了InnoDB索引的一些概念包括覆盖索引、前缀索引、索引下推。可以看到在满足语句需求的情况下尽量少的访问资源是数据库设计的重要原则之一。我们在使用数据库的时候尤其是在设计表结构时也要以减少资源消耗作为目标
