MySQL优化(七)索引和执行计划

MySQL优化(七)索引和执行计划

1. 索引

MySQL官方对索引的定义为:索引(Index)是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。 可以得到索引的本质:索引是数据结构。

上面的理解比较抽象,举一个例子,平时看任何一本书,首先看到的都是目录,通过目录去查询书籍里面的内容会非常的迅速。 image.png

上图就是一本金瓶梅的书,书籍的目录是按顺序放置的,有第一节,第二节它本身就是一种顺序存放的数据结构,是一种顺序结构。

另外通过目录(索引),可以快速查询到目录里面的内容,它能高效获取数据,通过这个简单的案例可以理解所以就是高效获取数据的数据结构

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我们要去图书馆找一本书,这图书馆的书肯定不是线性存放的,它对不同的书籍内容进行了分类存放,整索引由于一个个节点组成,根节点有中间节点,中间节点下面又由子节点,最后一层是叶子节点,

可见,整个索引结构是一棵倒挂着的树,其实它就是一种数据结构,这种数据结构比前面讲到的线性目录更好的增加了查询的速度。

1.1 MySQL中的索引

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MySql中的索引其实也是这么一回事,我们可以在数据库中建立一系列的索引,比如创建主键的时候默认会创建主键索引,上图是一种BTREE的索引。每一个节点都是主键的ID

当我们通过ID来查询内容的时候,首先去查索引库,在到索引库后能快速的定位索引的具体位置。

1.2 索引的分类

  • 普通索引:即一个索引只包含单个列,一个表可以有多个单列索引
  • 唯一索引:索引列的值必须唯一,但允许有空值
  • 复合索引:即一个索引包含多个列
  • 聚簇索引(聚集索引):并不是一种单独的索引类型,而是一种数据存储方式。具体细节取决于不同的实现,InnoDB的聚簇索引其实就是在同一个结构中保存了B-Tree索引(技术上来说是B+Tree)和数据行。
  • 非聚簇索引:不是聚簇索引,就是非聚簇索引

1.3 基础语法

// 查看索引
SHOW INDEX FROM table_name\G
// 创建索引
CREATE  [UNIQUE ] INDEX indexName ON mytable(columnname(length));
ALTER TABLE 表名 ADD  [UNIQUE ]  INDEX [indexName] ON (columnname(length)) 
// 删除索引
DROP INDEX [indexName] ON mytable;

2. 执行计划

2.1 什么是执行计划

使用EXPLAIN关键字可以模拟优化器执行SQL查询语句,从而知道MySQL是 如何处理你的SQL语句的。分析你的查询语句或是表结构的性能瓶颈

2.2 执行计划的作用

  • 表的读取顺序
  • 数据读取操作的操作类型
  • 哪些索引可以使用
  • 哪些索引被实际使用
  • 表之间的引用
  • 每张表有多少行被优化器查询

2.3 执行计划的语法

执行计划的语法其实非常简单: 在SQL查询的前面加上EXPLAIN关键字就行。 比如:EXPLAIN select * from table1 重点的就是EXPLAIN后面你要分析的SQL语句

2.4 执行计划详解

通过EXPLAIN关键分析的结果由以下列组成,接下来挨个分析每一个列

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2.4.1 ID列

ID列:描述select查询的序列号,包含一组数字,表示查询中执行select子句或操作表的顺序

根据ID的数值结果可以分成一下三种情况

  • id相同:执行顺序由上至下
  • id不同:如果是子查询,id的序号会递增,id值越大优先级越高,越先被执行
  • id相同不同:同时存在

2.4.1.1 id相同

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如上图所示,ID列的值全为1,代表执行的允许从t1开始加载,依次为t3与t2

EXPLAIN
select t2.* from t1,t2,t3  where t1.id = t2.id and t1.id = t3.id
and t1.other_column = '';

2.4.1.2 id不同

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如果是子查询,id的序号会递增,id值越大优先级越高,越先被执行

EXPLAIN
select t2.* from  t2 where id = (
select id from t1 where id =  (select t3.id from t3 where t3.other_column='')
);

2.4.1.3 id相同又不同

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  • id如果相同,可以认为是一组,从上往下顺序执行;
  • 在所有组中,id值越大,优先级越高,越先执行
EXPLAIN
select t2.* from (
 select t3.id
from t3 where t3.other_column = ''
) s1 ,t2 where s1.id = t2.id

2.4.3 select_type

select_type:查询的类型,要是用于区别:普通查询、联合查询、子查询等的复杂查询列

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2.4.3.1 SIMPLE

EXPLAIN select * from t1

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2.4.3.2 PRIMARY与SUBQUERY

  • PRIMARY:查询中若包含任何复杂的子部分,最外层查询则被标记为
  • SUBQUERY:在SELECT或WHERE列表中包含了子查询
EXPLAIN
select t1.*,(select t2.id from t2 where t2.id = 1 ) from t1 

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2.4.3.3 DERIVED

  • 在FROM列表中包含的子查询被标记为DERIVED(衍生)
  • MySQL会递归执行这些子查询, 把结果放在临时表里。
select t1.* from t1 ,(select t2.* from t2 where t2.id = 1 ) s2  where t1.id = s2.id

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2.4.3.4 UNION RESULT 与UNION

  • UNION:若第二个SELECT出现在UNION之后,则被标记为UNION;
  • UNION RESULT:从UNION表获取结果的SELECT
#UNION RESULT ,UNION
EXPLAIN
select * from t1
UNION 
select * from t2

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2.4.4 table列

显示这一行的数据是关于哪张表的

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2.4.5 type列

type显示的是访问类型,是较为重要的一个指标,结果值从最好到最坏依次是:

system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index
 > ALL 

需要记忆的

system>const>eq_ref>ref>range>index>ALL

一般来说,得保证查询至少达到range级别,最好能达到ref

2.4.5.1 system与const

System:表只有一行记录(等于系统表),这是const类型的特列,平时不会出现,这个也可以忽略不计

  • Const:表示通过索引一次就找到了
  • const用于比较primary key或者unique索引。因为只匹配一行数据,所以快。如将主键置于where列表中,MySQL就能将该查询转换为一个常量 image.png

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EXPLAIN
 SELECT * from (select * from t2 where id = 1) d1;

2.4.5.2 eq_ref

唯一性索引扫描,对于每个索引键,表中只有一条记录与之匹配。常见于主键或唯一索引扫描

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EXPLAIN
 SELECT * from t1,t2 where t1.id = t2.id

2.4.5.3 ref

非唯一性索引扫描,返回匹配某个单独值的所有行. 本质上也是一种索引访问,它返回所有匹配某个单独值的行,然而,它可能会找到多个符合条件的行,所以他应该属于查找和扫描的混合体

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EXPLAIN
select count(DISTINCT col1) from t1 where col1 = 'ac'

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或者

EXPLAIN
select col1 from t1 where col1 = 'ac'

2.4.5.4 range

只检索给定范围的行,使用一个索引来选择行。key 列显示使用了哪个索引 一般就是在你的where语句中出现了between、<、>、in等的查询 这种范围扫描索引扫描比全表扫描要好,因为它只需要开始于索引的某一点,而结束语另一点,不用扫描全部索引。

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EXPLAIN select * from t1 where id BETWEEN 30 and 60

EXPLAIN select * from t1 where id in(1,2)

2.4.5.5 index

当查询的结果全为索引列的时候,虽然也是全部扫描,但是只查询的索引库,而没有去查询数据。

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EXPLAIN
select c2 from testdemo

2.4.5.6 all

Full Table Scan,将遍历全表以找到匹配的行

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2.4.6 possible_keys与key

  • possible_keys:可能使用的key
  • Key:实际使用的索引。如果为NULL,则没有使用索引
  • 查询中若使用了覆盖索引,则该索引和查询的select字段重叠 这里的覆盖索引非常重要,后面会单独的来讲 image.png

image.png

EXPLAIN select col1,col2 from t1
//其中key和possible_keys都可以出现null的情况(结婚邀请朋友的例子)

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