在平時開發過程中寫sql時，我們通常都不太關心sql的效能，只有能給查出來資料，sql的執行速度不是太慢就不會去管它了。但是開發時期的資料量往往都不是太大，很多效能問題只有在生產環境中才會發現，如：資料過多、sql關聯了太多的表，使用了太多的join、或者建立了索引，但是索引失效的問題。所以要解決這些效能上的難題，就要去研究mysql最為重要的特性--索引。
一、索引的簡介
1.索引的定義
首先我們來看看官網上，對索引的定義：索引(index)是幫助mysql高效獲取資料的資料結構。這種資料結構是btree或b+tree(我們這裡不會去介紹這兩種樹)。
詳細的來講，資料庫維護著兩種東西，乙個是使用者本身儲存的資料，另乙個則是滿足特定查詢演算法的資料結構，資料結構可以通過一些特定的方式來指向我們使用的資料，這樣就可以在這些資料結構的基礎上實現高階查詢演算法，這種資料結構就是索引。
2.索引的特點
索引的優點：
第一點：能夠提高資料庫檢索資料的效率，降低資料庫對磁碟的io讀取次數。
第二點：排序過程中是需要消耗cpu資源的，如果加上了索引，那麼就會降低cpu的消耗。
索引的缺點：
第一點：索引本身也是一種資料，所以建立了索引會減少磁碟的容量。
第二點：在進行新增、更新、刪除過程中，如果新增了索引，mysql還要對索引進行增刪改操作，所以索引對增刪改操作是負面的。
3.索引的分類
a.單值索引
即乙個索引只包含單個列，乙個表可以有多個單列索引
b.唯一索引
索引列的值必須唯一，但允許有空值
c.主鍵索引
設定為主鍵後資料庫會自動建立索引，innodb為聚簇索引
d.復合索引(也叫組合索引)
即乙個索引包含多個列,一般來說復合索引的價效比要比單值索引高的多，因此一般建議在建立索引時優先選擇復合索引。
4.如何建立索引
首先我們來看看哪些欄位要建立索引:
a.主鍵會自動建立唯一索引，
b.查詢中where後面的條件字段應該建立索引，
c.進行連表查詢中，與其他表有外來鍵關係的字段要建立索引，
d.在有排序和分組的查詢中，需要給排序的字段和分組的字段建立索引，
e.對需要統計的字段，應該加上索引。
在上面我們已經說過了，索引雖然能夠大大加快我們的查詢速度，但是它也是有缺點的，針對它的缺點我們來看看那些情況不需要加索引:
a.表中的資料太少不需要加索引，這是因為表記錄太少的話查詢速度本身就會很快，加上索引提公升不大，而且還會多占用磁碟容量。
b.在對錶的操作中，都太多的增刪改情況的字段不加索引。對於這種字段，雖然提供了查詢速度，但是會降低更新表的速度，因為在進行增刪改操作時，mysql也會對索引進行更新。
c.過濾性太低的字段不要加索引。首先我們來看看什麼是過濾性，所謂過濾性指的是這個條件能夠過濾多少條記錄。舉個例子，如user表中的性別(只有男、女性別的情況)字段。
二、查詢優化
1.索引失效
在我們實際開發中，是不是往往會遇到即使加上了索引，sql執行的速度有沒有提高很多，面對這樣的情況，很可能就是索引了，接下來我們就來看看索引失效的規則：
a.最佳左字首法則
定義：如果索引了多列，要遵守最左字首法則。指的是查詢從索引的最左前列開始並且不跳過索引中的列。我們來看乙個例子
先建立一張user表，有三個字段
給這三個字段新增復合索引
然後我們來看乙個sql：
select * from user where name='小明' and userid='1'
我們來分析下這個sql，在where的後面有兩個條件name和userid，首先根據建立的索引，name是能使用的，而userid就不一樣了，在建立的索引中name的後面是age，那麼根據左字首法則，那麼userid沒有用到索引。那麼為什麼索引的使用是必須遵守左字首法則呢，這是和索引建立的資料結構有關，如圖。
根據圖我們可以看到，復合索引的建立是乙個層級關係，每一層都是由上面的字段指向下乙個字段。所以在name_age_userid這個復合索引中，name欄位是指向age欄位的，age是指向userid欄位的，name和userid沒有直接關係，因此回到我們的sql，索引只會命中name欄位，這就是為什麼遵循左字首法則的原因。
b.不在索引列上新增任何操作，如函式、計算、型別轉換
看乙個例子：還是上面的那張表，有兩個sql：
select * from user where userid=1；
select * from user where userid='1'
這兩個sql中有很明顯的是，只有第二個才會用到索引，這是因為我們的userid是varchar型別，而第乙個sql中，where後面的userid是用了乙個數字進行比較，這就會讓這個索引列進行了一次型別轉換，導致了索引失效的問題。
c.儲存引擎不能使用索引中範圍條件右邊的列
看乙個例子：
select * from user where name='小明' and age>17 and userid='1'；
這個sql索引失效的問題也比較簡單，首先name能給命中索引，然後age欄位由於是乙個範圍查詢，所以索引不能命中age；最後根據左字首法則，age沒有命中索引的，那麼userid也無法命中。
接下來的幾個索引失效規則都比較簡單，就直接列出來：
d.在使用不等於(!= 或者<>)的時候無法使用索引會導致全表掃瞄。
e.在查詢過程中is not null 也無法使用索引,但是is null是可以使用索引的。
f.在進行模糊查詢過程中，like以萬用字元開頭('%abc...')mysql索引失效會變成全表掃瞄的操作。
2.如何正確建立索引
在介紹了索引失效問題後，我們在以後建立和使用索引時就會有乙個很好的思路，下面我們就來總結一下如何正確的建立索引
a.在建立復合索引中，過濾性越好的字段順序應該越靠前越好。
b.組合索引的建立中，有範圍查詢、不等於、is not null條件的字段應該放在最後。
c.組合索引的字段中，最好包含where後面中所有的索引字段。
e.在使用left join 時，小表作為驅動表(主表)，大表作為非驅動表，這樣做能給使索引最大化的利用。
f.子查詢不要用與join的驅動表，因為索引會失效。
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