MySQL索引

认识索引

索引的作用：
提高数据库的性能，加快查询速度。但是查询速度的提高是以插入、更新、删除的速度为代价的，这些写操作，增加了大量的IO。所以它的价值在于提高海量数据的检索速度。

索引的分类：
主键索引(primary key)
唯一索引(unique)
普通索引(index)
全文索引(fulltext)

索引创建原则：
比较频繁作为查询条件的字段应该创建索引
唯一性太差的字段不适合单独创建索引，即使频繁作为查询条件
更新非常频繁的字段不适合作创建索引
不出现在where子句中的字段没必要创建索引

mysql和磁盘的关系

MySQL 给用户提供存储和管理数据的服务，数据存储在磁盘这个外设当中。而管理数据就会涉及到数据的读写，磁盘IO的效率比较低，所以MySQL如何提交效率是很重要的。

磁盘一个扇区是512字节，单次磁盘IO的数据量如果太小就需要多次磁盘IO，效率低。
操作系统读取磁盘是以块为单位的，单位是4KB 。
MySQL为了提高效率，磁盘IO的基本单位是16KB，在MySQL中叫做page（不是系统的page）。

16KB=16*1024B=16384B

系统和MySQL和磁盘交互都遵循局部性原理，减少了IO

局部性原理：软件设计要尽量遵循“数据读取集中”与“使用到一个数据，大概率会使用其附近的数据”，这样磁盘预读能充分提高磁盘IO。

磁盘预读：磁盘读写并不是按需读取，而是按页预读，一次会读一页的数据，每次加载更多的数据，如果未来要读取的数据就在这一页中，可以避免未来的磁盘IO，提高效率；通常，一页数据是4K。

MySQL 的增删查改操作，都需要CPU的计算功能，所以需要把磁盘数据读取到内存当中。
也就是特定时间内，MySQL的数据磁盘中有，内存中也有。
对内存中的数据进行操作之后，再以特定的策略刷新到磁盘，此时IO的基本单位就是page。
为了减少磁盘IO，提高效率， MySQL 服务器运行时，申请了名为 Buffer Pool 的大块内存空间来和磁盘数据进行IO交互。

MySQL管理的数据可能十分庞大，这意味着MySQL中存在大量page，MySQL需要高效地管理这些page。

MySQL如何管理page

存储数据记录的page：

单个page里，数据是链表结构，但为了查询效率，数据按主键有序，就像书本的页数是有序的，才方便我们查找某一页。单个page中存在目录，可以加快查询效率，也和书本的目录很像。

一个page并不能存下数据的时候，会存在多个page，多个page构成双向链表结构。

目录page：
存放数据记录的多个page的双向链表也是通过目录管理的，目录存放在其他page当中，而且这些目录page只存目录不存数据，目录page也通过指针连接构成双向链表，目录page的链表也通过目录管理，形成了多级目录，这个结构其实就是B+树

有了这颗B+树，进行查找的时候自顶向下，按需加载page到内存，大大减少了磁盘IO

为什么选择B+树

1. 如果选择普通的链表，查找是线性遍历，磁盘IO很频繁，效率低。
2. 二叉搜索树有可能退化成线性结构，也不合适。
3. AVL树或者红黑树虽然平衡性好，但是是二叉结构，和B+树相比，树的高度高，也就意味着自顶向下查找时候需要加载的page更多。
4. MySQL有的存储引擎也支持哈希结构，哈希的查找效率很高，但是进行范围查找就比较困难。
5. 如果选择B树，B树的节点既存数据，又存其他page的目录，意味着存储目录的page比B+树多，树高也就更高，效率不如B+树，而且B树的叶子节点没有相连，不利于范围查找。

聚簇索引和非聚簇索引

上文的B+树结构以非聚簇索引为例， InnoDB就是采用非聚簇索引的存储引擎。
非聚簇索引的B+树的叶子节点不直接存放数据记录，而是存放数据记录的指针，也就是非聚簇索引的索引page和数据page分离，MyISAM采用非聚簇索引。

创建一张表，使用MyISAM：

查看生成的文件

再创建一张表，使用InnoDB：

除了主键索引，MySQL用户可以建立其他索引，叫做辅助索引（普通索引）

InnoDB建立辅助索引后，叶子节点不是存放整个条数据记录（节省空间），而是存放辅助索引对应的主键， 查找时通过找到的主键到主键索引中查找，这个过程叫做回表

MyISAM的辅助索引和主键索引结构一样，叶子节点存的都是数据记录的地址。

索引相关SQL操作

创建主键索引：

一个表中，最多有一个主键索引，当然可以使复合主键
主键索引的效率高（主键不重复）
创建主键索引的列，它的值不能为null
主键索引的列基本上是int

创建主键索引的操作就是设置主键，三种方式：

create table user1(id int primary key, name varchar(30));

create table user2(id int, name varchar(30), primary key(id));

create table user3(id int, name varchar(30));
-- 创建表以后再添加主键
alter table user3 add primary key(id);

创建唯一键：

一个表中，可以有多个唯一索引
如果在某一列建立唯一索引，必须保证这列不能有重复数据，查询效率高
如果一个唯一索引上指定not null，等价于主键索引

创建唯一键索引就是设置唯一键，三种方式：

create table user4(id int primary key, name varchar(30) unique);

create table user5(id int primary key, name varchar(30), unique(name));

create table user6(id int primary key, name varchar(30)）；
alter table user6 add unique(name);

创建普通索引：
一个表中可以有多个普通索引，普通索引在实际开发中用的比较多
如果某列需要创建索引，但是该列有重复的值，那么我们就应该使用普通索引

三种创建方式：

create table user8(id int primary key,
  name varchar(20),
  email varchar(30),
  index(name) --在表的定义最后，指定某列为索引
);

create table user9(id int primary key, name varchar(20), email varchar(30));
alter table user9 add index(name); --创建完表以后指定某列为普通索引

create table user10(id int primary key, name varchar(20), email varchar(30));
-- 创建一个索引名为 idx_name 的索引
create index idx_name on user10(name);

创建全文索引:
对大量文字的字段进行检索时，会使用到全文索引。MySQL支持全文索引的存储引擎是MyISAM，默认的全文索引支持英文，不支持中文。

创建全文索引：

CREATE TABLE articles (
  id INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT NOT NULL PRIMARY KEY,
  title VARCHAR(200),
  body TEXT,
  FULLTEXT (title,body)
)engine=MyISAM;

使用全文索引：

SELECT * FROM articles WHERE MATCH (title,body) AGAINST ('某些关键词');

查询索引：

 show keys from 表名;

show index from 表名;

 desc 表名; --信息简略

删除索引：

 alter table 表名 drop primary key;--删除主键索引

 alter table 表名 drop index 索引名; 

 drop index 索引名 on 表名;