5 如何合理使用索引加速

tips：

500万条建表sql参照网盘sql脚本

[root@linux-141 bin]# ./mysql -u root -p itcast < product_list-5072825.sql

索引是数据库优化最常用也是最重要的手段之一, 通过索引通常可以帮助用户解决大多数的MySQL的性能优化问题。

5.1 验证索引提升查询效率

在我们准备的表结构product_list 中， 一共存储了 500多万记录；

mysql> select count(1) from product_list;
+----------+
| count(1) |
+----------+
|  5072825 |
+----------+
1 row in set (1.71 sec)

mysql> 

1） 根据ID查询

SELECT * FROM product_list WHERE id = 121926;

file

查询速度很快， 接近0s ， 主要的原因是因为id为主键， 有索引；

2). 根据store_name进行精确查询

执行用时4分钟

SELECT * FROM product_list WHERE store_name = '联想北达兴科专卖店';

file

查看SQL语句的执行计划 ：

explain SELECT * FROM product_list WHERE store_name = '联想北达兴科专卖店';

file

处理方案 ， 针对store_name字段， 创建索引 ：

create index product_list_stname on product_list(store_name);

file

索引创建完成之后，再次进行查询 ：

SELECT * FROM product_list WHERE store_name = '联想北达兴科专卖店';

file

通过explain ， 查看执行计划，执行SQL时使用了刚才创建的索引

-- 查看SQL语句的执行计划
explain SELECT * FROM product_list WHERE store_name = '联想北达兴科专卖店';

file

5.2 索引的使用

5.2.1 准备环境

create table `tb_seller` (
    `sellerid` varchar (100),
    `name`  varchar (100) not null,
    `nickname` varchar (50),
    `password` varchar (60),
    `status`  varchar (1) not null,
    `address`  varchar (100) not null,
    `createtime` datetime,
    primary key(`sellerid`)
)engine=innodb default charset=utf8; 

insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('alibaba','阿里巴巴','阿里小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('baidu','百度科技有限公司','百度小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('huawei','华为科技有限公司','华为小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','0','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('itcast','传智播客教育科技有限公司','传智播客','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('itheima','黑马程序员','黑马程序员','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','0','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('luoji','罗技科技有限公司','罗技小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('oppo','OPPO科技有限公司','OPPO官方旗舰店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','0','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('ourpalm','掌趣科技股份有限公司','掌趣小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('qiandu','千度科技','千度小店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','2','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('sina','新浪科技有限公司','新浪官方旗舰店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('xiaomi','小米科技','小米官方旗舰店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','西安市','2088-01-01 12:00:00');
insert into `tb_seller` (`sellerid`, `name`, `nickname`, `password`, `status`, `address`, `createtime`) values('yijia','宜家家居','宜家家居旗舰店','e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e','1','北京市','2088-01-01 12:00:00');


create index idx_seller_name_sta_addr on tb_seller(name,status,address);

5.2.2 避免索引失效

组合索引(name,status,address)

1) 全值匹配

对索引中所有列都指定具体值。

-- 全值匹配
explain select * from tb_seller where name='小米科技' and status='1' and address='北京市';
ken_len = 3 * N + 2;
-- name varchar(100)    ==302
-- status varchar(1)    ==5
-- address varchar(100) ==302

file

2) 最左前缀法则

如果索引了多列，要遵守最左前缀法则。指的是查询从索引的最左前列开始，并且不跳过索引中的列。

匹配最左前缀法则，走索引：

explain select * from tb_seller  where name='小米科技';  

file

违反最左前缀法则 ， 索引失效：

explain select * from tb_seller  where status='1';
explain select * from tb_seller  where status='1'  and  address='北京市';

file

如果符合最左法则，但是出现跳跃某一列，只有最左列索引生效：

explain select * from tb_seller  where name='小米科技'  and  address='北京市';

file

3) 范围查询右边的列

-- 使用范围查询的情况，右边的列失效 
explain select * from tb_seller  where name='小米科技' and status='1'  and  address='北京市';
explain select * from tb_seller  where name='小米科技' and status>'1'  and  address='北京市';

file

根据前面的两个字段name ， status 查询是走索引的， 但是最后一个条件address 没有用到索引。

4) 禁止列运算

-- 不要在索引列上进行运算操作， 索引将失效。
explain select * from tb_seller  where substring(name,3,2) ='科技';

file

5) 字符串不加单引号

造成索引失效。

-- 字符串不加单引号,造成索引失效。
explain select * from tb_seller  where name='科技' and status='0';
explain select * from tb_seller  where name='科技' and status=0;

file

由于，在查询时，没有对字符串加单引号，MySQL的查询优化器，会自动的进行类型转换，造成索引失效。

file

6) 尽量使用覆盖索引

避免select *

尽量使用覆盖索引（只访问索引的查询（索引列完全包含查询列）），减少select * 。

-- 尽量使用覆盖索引
explain select * from tb_seller  where name='科技' and status='0'  and  address='西安市';
explain select name from tb_seller  where name='科技' and status='0'  and  address='西安市';
explain select name ,status  from tb_seller  where name='科技' and status='0'  and  address='西安市';
explain select name ,status,address  from tb_seller  where name='科技' and status='0'  and  address='西安市';

file

如果查询列，超出索引列，也会降低性能。

explain select status,address ,password  from tb_seller  where name='科技' and status='0'  and  address='西安市';

TIP : 
    
    using index ：使用覆盖索引的时候就会出现

    using where：在查找使用索引的情况下，需要回表去查询所需的数据

    using index condition：查找使用了索引，但是需要回表查询数据

    using index ; using where：查找使用了索引，但是需要的数据都在索引列中能找到，所以不需要回表查询数据

7) 合理使用or条件

用or分割开的条件， 如果or前的条件中的列有索引，而后面的列中没有索引，那么涉及的索引都不会被用到。

示例，name字段是索引列 ， 而createtime不是索引列，中间是or进行连接是不走索引的 ：

explain select * from tb_seller where name='黑马程序员' or createtime = '2088-01-01 12:00:00';   

file

8) 合理使用like查询

以%开头的Like模糊查询，索引失效。

-- 如果仅仅是尾部模糊匹配，索引不会失效。如果是头部模糊匹配，索引失效。
explain select * from tb_seller  where name like '黑马程序员%';
explain select * from tb_seller  where name like '%黑马程序';
explain select * from tb_seller  where name like '%黑马程序员%';

file

解决方案 ： 通过覆盖索引来解决

explain select sellerid from tb_seller  where name like '%科技%';
explain select sellerid,name from tb_seller  where name like '%科技%';
explain select sellerid,name,status,address  from tb_seller  where name like '%科技%';

file

9) 合理评估索引执行

如果MySQL评估使用索引比全表更慢，则不使用索引。

-- 如果MySQL评估使用索引比全表更慢，则不使用索引。
create index idx_seller_addr on tb_seller(address);
explain select * from tb_seller  where address='北京市';
explain select * from tb_seller  where address='西安市';

file

10) is NULL和 is NOT NULL

<font color='red'>有时</font>索引失效。

-- is  NULL和 is NOT NULL 
explain select * from tb_seller  where name  is null;
explain select * from tb_seller  where name  is not null;

file

解决方案：把null值设置一个默认值

11) in和not in

in 走索引， not in 索引失效。

-- in 走索引， not in 索引失效。
explain select * from tb_seller  where sellerid in('oppo','xiaomi','sina');
explain select * from tb_seller  where sellerid not in  ('oppo','xiaomi','sina');

file

12) 单列索引和复合索引

尽量使用复合索引，而少使用单列索引 。

创建复合索引

create index idx_name_sta_address on tb_seller(name, status, address);

就相当于创建了三个索引 ： 
    name
    name + status
    name + status + address

创建单列索引

create index idx_seller_name on tb_seller(name);
create index idx_seller_status on tb_seller(status);
create index idx_seller_address on tb_seller(address);

数据库会选择一个最优的索引（辨识度最高索引）来使用，并不会使用全部索引 。

5.3 查看索引使用情况

show status like 'Handler_read%';   
show global status like 'Handler_read%';    

mysql> show status like 'Handler_read%';    
+-----------------------+---------+
| Variable_name         | Value   |
+-----------------------+---------+
| Handler_read_first    | 18      |
| Handler_read_key      | 19      |
| Handler_read_last     | 0       |
| Handler_read_next     | 5072825 |
| Handler_read_prev     | 0       |
| Handler_read_rnd      | 0       |
| Handler_read_rnd_next | 269     |
+-----------------------+---------+
7 rows in set (0.02 sec)

mysql> 

Handler_read_first：索引中第一条被读的次数。如果较高，表示服务器正执行大量全索引扫描（这个值越低越好）。

Handler_read_key：如果索引正在工作，这个值代表一个行被索引值读的次数，如果值越低，表示索引得到的性能改善不高，因为索引不经常使用（这个值越高越好）。

Handler_read_next ：按照键顺序读下一行的请求数。如果你用范围约束或如果执行索引扫描来查询索引列，该值增加。

Handler_read_prev：按照键顺序读前一行的请求数。该读方法主要用于优化ORDER BY ... DESC。

Handler_read_rnd ：根据固定位置读一行的请求数。如果你正执行大量查询并需要对结果进行排序该值较高。你可能使用了大量需要MySQL扫描整个表的查询或你的连接没有正确使用键。这个值较高，意味着运行效率低，应该建立索引来补救。

Handler_read_rnd_next：在数据文件中读下一行的请求数。如果你正进行大量的表扫描，该值较高。通常说明你的表索引不正确或写入的查询没有利用索引。

本文由育博学谷狂野架构师发布
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