索引介绍

一:为什么要有索引

索引是用来优化查询效率(速度)的

没有索引的话,对于大数据的表,就只能每次都遍历一遍,数据量越大,耗时越多
有索引的话,可以提升好几个数量级的速度

一般的应用系统,读写比例在10:1左右,而且插入操作和一般的更新操作很少出现性能问题,在生产环境中,我们遇到最多的,也是最容易出问题的,还是一些复杂的查询操作,因此对查询语句的优化显然是重中之重。说起加速查询,就不得不提到索引了。

二:什么是索引
索引在mysql中叫做key(键)

是存储引擎用于快速找到记录的一种数据结构

索引可以理解为字典中的目录部分
是以类似二叉树的形式组织的,一般2-4层

三:索引误区
索引多:提升了查询速度,但是磁盘IO会爆掉
索引少:影响查询速度,提升了应用性能
因此要具体分析

索引原理

一 索引原理

通过不断地缩小想要获取数据的范围来筛选出最终想要的结果,同时把随机的事件变成顺序的事件
索引的排列是从左到右越来越大的

二 磁盘IO与预读

磁盘读取数据靠的是机械运动
读数据时间=寻道时间+旋转延迟+传输时间=9ms
寻到时间:5ms
旋转延迟:4ms
传输时间:从内存到磁盘或从磁盘到内存,忽略不计

所以要尽量减少磁盘IO

预读:
考虑到磁盘IO是非常高昂的操作,计算机操作系统做了一些优化,当一次IO时,不光把当前磁盘地址的数据,而是把相邻的数据也都读取到内存缓冲区内,因为局部预读性原理告诉我们,当计算机访问一个地址的数据的时候,与其相邻的数据也会很快被访问到。每一次IO读取的数据我们称之为一页(page)。具体一页有多大数据跟操作系统有关,一般为4k或8k,也就是我们读取一页内的数据时候,实际上才发生了一次IO,这个理论对于索引的数据结构设计非常有帮助。

索引的数据结构

这种数据组织结构就是索引

b+树:

这种数据结构能够,每次查找数据时把磁盘IO次数控制在一个很小的数量级

b+树的查找IO;
如果是百万量级的数据:没有索引要有百万次的IO
有了索引只需要3次IO即可,由此可见索引的优势

创建索引注意事项:
1.索引字段要尽量的小
io次数取决于b+树的高度,索引字段越小,每个磁盘块的数据项就能存越多,高度就越低。

2.索引的最左匹配特性

聚集索引与辅助索引

聚集索引与辅助索引相同的是:不管是聚集索引还是辅助索引,其内部都是B+树的形式,即高度是平衡的,叶子结点存放着所有的数据。

聚集索引与辅助索引不同的是:叶子结点存放的是否是一整行的信息

由于实际的数据页只能按照一棵B+树进行排序,因此每张表只能拥有一个聚集索引

聚集索引能够在B+树索引的叶子节点上直接找到数据

辅助索引的叶子节点不包含行记录的全部数据。
叶子节点除了包含键值以外,每个叶子节点中的索引行中还包含一个书签该书签用来告诉InnoDB存储引擎去哪里可以找到与索引相对应的行数据

primary key:聚集索引
其他 key:辅助索引

索引功能

普通索引INDEX:加速查找

唯一索引:
-主键索引PRIMARY KEY:加速查找+约束(不为空、不能重复)
-唯一索引UNIQUE:加速查找+约束(不能重复)

联合索引:
-PRIMARY KEY(id,name):联合主键索引
-UNIQUE(id,name):联合唯一索引
-INDEX(id,name):联合普通索引

创建和删除索引的语法

#方法一:创建表时
  CREATE TABLE 表名 (
字段名1 数据类型 [完整性约束条件…],
字段名2 数据类型 [完整性约束条件…],
[UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL ] INDEX | KEY
[索引名] (字段名[(长度)] [ASC |DESC])
);

#方法二:CREATE在已存在的表上创建索引
CREATE [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL ] INDEX 索引名
ON 表名 (字段名[(长度)] [ASC |DESC]) ;

#方法三:ALTER TABLE在已存在的表上创建索引
ALTER TABLE 表名 ADD [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL ] INDEX
索引名 (字段名[(长度)] [ASC |DESC]) ;

#删除索引:DROP INDEX 索引名 ON 表名字;

#方式一
create table t1(
id int,
name char,
age int,
sex enum('male','female'),
unique key uni_id(id),
index ix_name(name) #index没有key
);

#方式二
create index ix_age on t1(age);

#方式三
alter table t1 add index ix_sex(sex);

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