解析MySQL索引的作用


Posted in MySQL onMarch 03, 2022

面试题:索引的作用?

首先建立一张数据库表:

create table single_table(
	id int not auto_increment, 
	key1 varchar(100),         
	key2 int,
	key3 varchar(100),
	key_part1 varchar(100),
	key_part2 varchar(100),
	key_part3 varchar(100),
    common_field varchar(100),
	primary key(id),          # 聚簇索引
	key idx_key1(key1),       # 二级索引
	unique key uk_key2(key2), # 二级索引,而且该索引是唯一二级索引
	key idx_key3(key3),       # 二级索引
	key idx_key_part(key_part1,key_part2,key_part3) # 二级索引,也是联合索引
)Engine=InnoDB CHARSET=utf8;

1、索引用于减少需要扫描的记录数量

对于某个查询来说,最简单粗暴的执行方案就是扫描表中的所有记录,判断每一条搜索记录是否符合搜索条件。如果符合,就将其发送到客户端,否则就跳过该记录。这种执行方案被称为全表扫描。

对于InnoDB存储引擎来说,全表扫描意味着从聚簇索引第一个叶子节点的第一条记录开始,沿着记录所在的单向链表向后扫描,直到最后一个叶子节点的最后一条记录,如果可以利用B+树查找索引列值等于某个值的记录,这样就可以减少需要扫描的记录的数量。

由于B+树叶子节点中的记录是按照索引列值有小到大的顺序排序的,所以只需要扫描某个区间或者某些区间中的记录也可以明显减少需要扫描的记录的数量。

对于查询语句:

select * from single_table where id>=2 and id<=100;

这个语句其实就是想查找id值在[2,100]区间中的所有聚簇索引记录,我们可以通过聚簇索引对应的B+树快速的找到id=2的那条聚簇索引记录,然后沿着记录所在的单向链表向后扫描,直到某条聚簇索引记录的id值不在[2,100]区间中为止,与扫描全部的聚簇索引记录相比,这种方式大大减少了需要扫描的记录数量,所以提升了查询效率。

其实,对于B+树来说,只要索引列和常数使用=、<=>、in、not in、is null、is not null、>、<、>=、<=、between、!=、或者like操作符连接起来,就可以产生扫描区间,从而提高查询效率。

2、索引用于排序

我们在编写查询语句时,经常需要使用order by子句对查询出来的记录按照某种规则进行排序。在一般情况下,我们只能把记录加载到内存中,然后再用一些排序算法在内存中对这些记录进行排序。有时查询的结果集可能太大以至于在内存中无法进行排序,此时就需要暂时借助磁盘的空间来存放中间结果,在排序操作完成后再把排序的结果返回给客户端。

在MySQL中,这种在内存中或者磁盘中进行排序的方式称为文件排序,但是如果order by子句中使用了索引列,就有可能省去在内存或磁盘中排序的步骤。

1、分析下面的查询语句:

select * form single_table order by key_part1,key_part2,key_part3 limit 10;

这个查询语句的结果集需要先按照key_part1值排序,如果记录的key_part1值相同,再按照key_part2值排序,如果key_part1值和key_part2值都相同,再按照key_part3排序。而我们建立的联合索引idx_key_part就是按照上面的规则排序的,如下为idx_key_part索引的简化示意图:

解析MySQL索引的作用

所以我们可以从第一条idx_key_part二级索引记录开始,沿着记录所在的单向链表向后扫描,取10条二级索引记录即可。由于我们的查询列表是*,也就是需要读取完整的用户记录,所以针对获取到的每一条二级索引记录都执行一次回表操作,将完整的用户记录发送给客户端。这样就省去了给10000条记录排序的时间。

这里我们在执行查询语句时加了limit语句,如果不限制需要获取的记录数量,会导致为大量二级索引记录执行回表操作,这样会影响整体的性能。

2、使用联合索引进行排序时的注意事项

在使用联合索引时,需要注意:order by子句后面的列的顺序也必须按照索引列的顺序给出;如果给出order by key_part3,key_part2,key_part1的顺序,则无法使用B+树索引。

之所以颠倒排序列顺序就不能使用索引,原因还是联合索引中页面和记录的排序规则是规定的,即先按照key_part1值排序,如果记录的key_part1值相同,再按照key_part2值排序,如果记录的key_part1值和key_part2值都相同,再按照key_part3值排序。如果order by子句的内容是order by key_part3,key_part2,key_part1,那就要求先按照key_part3值排序,如果记录的key_part3值相同,再按照key_part2值排序,如果记录的key_part3值和key_part2值都相同,再按照key_part1值排序,这显然是冲突的。

3、不可以使用索引进行排序的情况:

(1) ASC、DESC混用;

对于使用联合索引进行排序的场景,我们要求各个排序列的排序规则是一致的,也就是要么各个列都是按照升序规则排序,要么都是按照降序规则排序。

(2) 排序列包含非一个索引的列;

有时用来排序的多个列不是同一个索引中的,这种情况也不能使用索引进行排序,比如下面的查询语句:

select * from single_table order by key1,,key2 limit 10;

对于idx_key1的二级索引记录来说,只按照key1列的值进行排序,而且在key1列相同的情况下是不按照

key2列的值进行排序的,所以不能使用idx_key1索引执行上述查询。

(3) 排序列是某个联合索引的索引列,但是这些排序列在联合索引中并不连续;

(4) 排序列不是以单独列名的形式出现在order by子句中;

3、索引用于分组

有时为了方便统计表中的一些信息,会把表中的记录按照某些列进行分组。比如下面的分组查询语句:

select key_part1,key_part2,key_part3,count(*) fron single_table group by key_part1,key_part2,key_part3;

这个查询语句相当于执行了3次分组操作:

  • 先按照key_part1值把记录进行分组,key_part1值相同的所有记录划分为一组;
  • key_part1值相同的每个分组中的记录再按照key_part2的值进行分组,将key_part2值相同的记录放到一个小分组中,看起来像是在一个大分组中又细分了好多小分组。
  • 再将上一步中产生的小分组按照key_part3的值分成更小的分组。所以整体上看起来就像是先把记录分成一个大分组,然后再把大分组分成若干个小分组,最后把若干个小分组再细分为更多的小分组。

上面这个查询语句就是统计每个小小分组包含的记录条数。

如果没有idx_key_part索引,就得建立一个用于统计的临时表,在扫描聚簇索引的记录时将统计的中间结果填入这个临时表。当扫描完记录后,再把临时表中的结果作为结果集发送给客户端。

如果有了idx_key_part索引,恰巧这个分组顺序又与idx_key_part的索引列的顺序一致,因此可以直接使用idx_key_part的二级索引进行分组,而不用建立临时表了。

与使用B+树索引进行排序差不多,分组列的顺序页需要与索引列的顺序一致,也可以值使用索引列中左边连续的列进行分组。

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注三水点靠木的更多内容!   

MySQL 相关文章推荐
mysql外连接与内连接查询的不同之处
Jun 03 MySQL
浅析MySQL如何实现事务隔离
Jun 26 MySQL
MySQL系列之八 MySQL服务器变量
Jul 02 MySQL
使用ORM新增数据在Mysql中的操作步骤
Jul 26 MySQL
SQL之各种join小结详细讲解
Aug 04 MySQL
mysql聚集索引、辅助索引、覆盖索引、联合索引的使用
Feb 12 MySQL
MySQL实现配置主从复制项目实践
Mar 31 MySQL
Nebula Graph解决风控业务实践
Mar 31 MySQL
MySQL的存储函数与存储过程的区别解析
Apr 08 MySQL
MySQL 数据库 增删查改、克隆、外键 等操作
May 11 MySQL
MySql数据库触发器使用教程
Jun 01 MySQL
MySQL慢查询中的commit慢和binlog中慢事务的区别
Jun 16 MySQL
Arthas排查Kubernetes中应用频繁挂掉重启异常
Feb 28 #MySQL
一文搞懂MySQL索引页结构
MySQL七大JOIN的具体使用
一文弄懂MySQL索引创建原则
一文了解MySQL二级索引的查询过程
Mysql数据库表中为什么有索引却没有提高查询速度
教你如何让spark sql写mysql的时候支持update操作
Feb 15 #MySQL
You might like
基于mysql的bbs设计(五)
2006/10/09 PHP
PHP4实际应用经验篇(3)
2006/10/09 PHP
帖几个PHP的无限分类实现想法~
2007/01/02 PHP
php写的带缓存数据功能的mysqli类
2012/09/06 PHP
joomla jce editor 解决上传中文名文件失败问题
2013/06/09 PHP
php多个字符串替换成同一个的解决方法
2013/06/18 PHP
PHP字符串的连接的简单实例
2013/12/30 PHP
PHP实现清除wordpress里恶意代码
2015/10/21 PHP
基于jQuery的弹出消息插件 DivAlert之旅(一)
2010/04/01 Javascript
JavaScript定义类或函数的几种方式小结
2011/01/09 Javascript
jquerymobile局部渲染的各种刷新方法小结
2014/03/05 Javascript
详解JavaScript中undefined与null的区别
2014/03/29 Javascript
JS获得图片alt信息的方法
2015/04/01 Javascript
实例讲解javascript注册事件处理函数
2016/01/09 Javascript
第五篇Bootstrap 排版
2016/06/21 Javascript
AngularJS基础 ng-src 指令简单示例
2016/08/03 Javascript
jQuery实现可兼容IE6的滚动监听功能
2017/09/20 jQuery
Vue 中批量下载文件并打包的示例代码
2017/11/20 Javascript
JavaScript数据结构之双向链表和双向循环链表的实现
2017/11/28 Javascript
Vue从TodoList中学父子组件通信
2019/02/05 Javascript
vue如何使用外部特殊字体的操作
2020/07/30 Javascript
Pythont特殊语法filter,map,reduce,apply使用方法
2016/02/27 Python
Python中使用支持向量机(SVM)算法
2017/12/26 Python
python 读取.csv文件数据到数组(矩阵)的实例讲解
2018/06/14 Python
Python如何实现转换URL详解
2019/07/02 Python
flask框架jinja2模板与模板继承实例分析
2019/08/01 Python
python3实现高效的端口扫描
2019/08/31 Python
python函数enumerate,operator和Counter使用技巧实例小结
2020/02/22 Python
利用CSS3实现毛玻璃效果示例源码
2016/09/25 HTML / CSS
CSS的pointer-events属性详细介绍(作用和注意事项)
2014/04/23 HTML / CSS
屈臣氏官方旗舰店:亚洲享负盛名的保健及美妆零售商
2019/03/15 全球购物
印度在线购买电子产品网站:Croma
2020/01/02 全球购物
上班睡觉检讨书
2014/01/09 职场文书
晚会邀请函范文
2014/01/24 职场文书
《三顾茅庐》教学反思
2014/04/10 职场文书
教师拔河比赛广播稿
2014/10/14 职场文书