MySQL学习笔记（9）—— 索引

• 9.索引
• • 9.1 索引简介
  • 9.2 创建索引
  • • 9.2.1创建表的时候创建索引
    • 9.2.2 在已经存在的表上创建索引
  • 9.3 删除索引

• 索引的含义和特点
  索引是一个单独的、存储在磁盘上的数据库结构，包含着对数据表里所有记录的引用指针。使用索引可以快速找出在某个或多个列中有一特定值的行，所有MySQL列类型都可以被索引，对相关列使用索引是提高查询操作速度的最佳途径。
  索引是在存储引擎中实现的，因此，每种存储引擎的索引都不一定完全相同，并且每种存储引擎也不一定支持所有索引类型。根据存储引擎定义每个表的最大索引数和最大索引长度。所有存储引擎支持每个表至少16个索引，总索引长度至少为256字节。大多数存储引擎有更高的限制。MySQL中索引的存储类型有两种，即BTREE和HASH，具体和表的存储引擎相关；MyISAM和InnoDB存储引擎只支持BTREE索引；MEMORY/HEAP存储引擎可以支持HASH和BTREE索引。

索引的优点主要有以下几条：
（1）通过创建唯一索引，可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。
（2）可以大大加快数据的查询速度，这也是创建索引的主要原因。
（3）在实现数据的参考完整性方面，可以加速表和表之间的连接。
（4）在使用分组和排序子句进行数据查询时，也可以显著减少查询中分组和排序的时间。

增加索引也有许多不利的方面，主要表现在如下几个方面：
（1）创建索引和维护索引要耗费时间，并且随着数据量的增加所耗费的时间也会增加。
（2）索引需要占磁盘空间，除了数据表占数据空间之外，每一个索引还要占一定的物理空间，如果有大量的索引，索引文件可能比数据文件更快达到最大文件尺寸。
（3）当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动态地维护，这样就降低了数据的维护速度。

• 索引的分类

1. 普通索引和唯一索引
   普通索引是MySQL中的基本索引类型，允许在定义索引的列中插入重复值和空值。唯一索引要求索引列的值必须唯一，但允许有空值。如果是组合索引，则列值的组合必须唯一。主键索引是一种特殊的唯一索引，不允许有空值。

2. 单列索引和组合索引
   单列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。组合索引是指在表的多个字段组合上创建的索引，只有在查询条件中使用了这些字段的左边字段时，索引才会被使用。使用组合索引时遵循最左前缀集合。

3. 全文索引
   全文索引类型为FULLTEXT，在定义索引的列上支持值的全文查找，允许在这些索引列中插入重复值和空值。全文索引可以在CHAR、VARCHAR或者TEXT类型的列上创建。MySQL中只有MyISAM存储引擎支持全文索引。

4. 空间索引
   空间索引是对空间数据类型的字段建立的索引，MySQL中的空间数据类型有4种，分别是GEOMETRY、POINT、LINESTRING和POLYGON。MySQL使用SPATIAL关键字进行扩展，使得能够用创建正规索引类似的语法创建空间索引。创建空间索引的列，必须将其声明为NOTNULL，空间索引只能在存储引擎为MyISAM的表中创建。

• 索引的设计原则
  索引设计不合理或者缺少索引都会对数据库和应用程序的性能造成障碍。高效的索引对于获得良好的性能非常重要。设计索引时，应该考虑以下准则：
  （1）索引并非越多越好，一个表中如有大量的索引，不仅占用磁盘空间，还会影响INSERT、DELETe、UPDATE等语句的性能，因为在表中的数据更改时，索引也会进行调整和更新。
  （2）避免对经常更新的表进行过多的索引，并且索引中的列要尽可能少。应该经常用于查询的字段创建索引，但要避免添加不必要的字段。
  （3）数据量小的表最好不要使用索引，由于数据较少，查询花费的时间可能比遍历索引的时间还要短，索引可能不会产生优化效果。
  （4）在条件表达式中经常用到的不同值较多的列上建立索引，在不同值很少的列上不要建立索引。比如在学生表的“性别”字段上只有“男”与“女”两个不同值，因此就无须建立索引，如果建立索引不但不会提高查询效率，反而会严重降低数据更新速度。
  （5）当唯一性是某种数据本身的特征时，指定唯一索引。使用唯一索引需能确保定义的列的数据完整性，以提高查询速度。
  （6）在频繁进行排序或分组（即进行group by或order by操作）的列上建立索引，如果待排序的列有多个，可以在这些列上建立组合索引。

MySQL支持多种方法在单个或多个列上创建索引：在创建表的定义语句CREATE TABLE中指定索引列，使用ALTER TABLE语句在存在的表上创建索引，或者使用CREATE INDEX语句在已存在的表上添加索引。

使用CREATE TABLE创建表时，除了可以定义列的数据类型，还可以定义主键约束、外键约束或者唯一性约束，而不论创建哪种约束，在定义约束的同时相当于在指定列上创建了一个索引。创建表时创建索引的基本语法格式如下

create table_name [col_name data_type] [unique|fulltext|spatial][indet|key][index_name](col_name[length])[ASC|DSEC]

UNIQUE、FULLTEXT和SPATIAL为可选参数，分别表示唯一索引、全文索引和空间索引；INDEX与KEY为同义词，两者作用相同，用来指定创建索引；col_name为需要创建索引的字段列，该列必须从数据表中定义的多个列中选择；index_name指定索引的名称，为可选参数，如果不指定，MySQL默认col_name为索引值；length为可选参数，表示索引的长度，只有字符串类型的字段才能指定索引长度；ASC或DESC指定升序或者降序的索引值存储。

1. 创建普通索引
   最基本的索引类型，没有唯一性之类的限制，其作用只是加快对数据的访问速度。

【例】在book表中的year_publication字段上建立普通索引，SQL语句如下：

create table book
(
	bookid int not null,
	bookname varchar(255) not null,
	authors varchar(255) not null,
	info varchar(255) null,
	comment varchar(255) null,
	year_publication year not null,
	index(year_publication)
)

使用EXPLAIN语句查看索引是否正在使用：

explain select *from book where year_publication=1990 G

EXPLAIN语句输出结果的各个行解释如下：
（1）select_type行指定所使用的SELECT查询类型，这里值为SIMPLE，表示简单的SELECT，不使用UNIOn或子查询。其他可能的取值有PRIMARY、UNIOn、SUBQUERY等。
（2）table行指定数据库读取的数据表的名字，它们按被读取的先后顺序排列。
（3）type行指定了本数据表与其他数据表之间的关联关系，可能的取值有system、const、eq_ref、ref、range、index和All。
（4）possible_keys行给出了MySQL在搜索数据记录时可选用的各个索引。
（5）key行是MySQL实际选用的索引。
（6）key_len行给出索引按字节计算的长度，key_len数值越小，表示越快。
（7）ref行给出了关联关系中另一个数据表里的数据列名。
（8）rows行是MySQL在执行这个查询时预计会从这个数据表里读出的数据行的个数。
（9）Extra行提供了与关联操作有关的信息。

可以看到，possible_keys和key的值都为year_publication，查询时使用了索引。

2. 创建唯一索引
   创建唯一索引的主要原因是减少查询索引列操作的执行时间，尤其是对比较庞大的数据表。它与前面的普通索引类似，不同的就是：索引列的值必须唯一，但允许有空值。如果是组合索引，则列值的组合必须唯一。
   【例9.2】创建一个表t1，在表中的id字段上使用UNIQUE关键字创建唯一索引。

create table t1
(
	id int not null,
	name char(30) not null,
	unique index UniqIdx(id)
)

该语句执行完毕之后，使用SHOW CREATETABLE查看表结构：

3. 创建单列索引
单列索引是在数据表中的某一个字段上创建的索引，一个表中可以创建多个单列索引。

【例】创建一个表t2，在表中的name字段上创建单列索引。表结构如下：

create table t2
(
	id int not null,
	name char(50) null,
	index SingleIdx(name(20))
);

4. 创建组合索引
   组合索引是在多个字段上创建一个索引

create table t3
(
	id int (11) not null,
	name char(30) not null,
	age int(11) not null,
	info varchar(255),
	index MultiIdx(id,name,age)
);

组合索引可起几个索引的作用，但是使用时并不是随便查询哪个字段都可以使用索引，而是遵从“最左前缀”：利用索引中最左边的列集来匹配行，这样的列集称为最左前缀。例如，这里由id、name和age 3个字段构成的索引，索引行中按id、name、age的顺序存放，索引可以搜索（id,name, age）、（id, name）或者id字段组合。如果列不构成索引最左面的前缀，那么MySQL不能使用局部索引，如（age）或者（name,age）组合则不能使用索引查询。

在t3表中，查询id和name字段，使用EXPLAIN语句查看索引的使用情况：

可以看到，查询id和name字段时，使用了名称MultiIdx的索引，如果查询（name,age）组合或者单独查询name和age字段，结果如下

此时，possible_keys和key值为NULL，并没有使用在t3表中创建的索引进行查询

5. 创建全文索引
   FULLTEXT全文索引可以用于全文搜索。只有MyISAM存储引擎支持FULLTEXT索引，并且只为CHAR、VARCHAR和TEXT列创建索引。索引总是对整个列进行，不支持局部（前缀）索引。

全文索引非常适合于大型数据集，对于小的数据集，它的用处比较小。

【例】创建表t4，在表中的info字段上建立全文索引，SQL语句如下

create table t4
(
	id int not null,
	name char(30) not null,
	age int not null,
	info varchar(255),
	fulltest index FullTxtIdx(info)
)ENGINE=MyISAM;

提示： 因为MySQL 8.0中默认存储引擎为InnoDB，在这里创建表时需要修改表的存储引擎为MyISAM，不然创建索引会出错

6. 创建空间索引
   空间索引必须在MyISAM类型的表中创建，且空间类型的字段必须为非空。

【例】创建表t5，在空间类型为GEOMETRY的字段上创建空间索引，SQL语句如下：

create table t5
(
	g geometry not null,
	spatial index spatIdx(g)
)ENGINE=MyISAM;

在已经存在的表中创建索引，可以使用ALTER TABLE语句或者CREATE INDEX语句

• 使用ALTER TABLE 创建索引

ALTER TABLE table_name ADD [UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL][INDEX|KEY]
[index_name](col_name[length],..)[ASC|DESC]

与创建表时创建索引的语法不同的是，在这里使用了ALTER TABLE和ADD关键字，ADD表示向表中添加索引。

【例】在book表中的bookname字段上建立名为BkNameIdx的普通索引。
添加索引之前，使用SHOW INDEX语句查看指定表中创建的索引

其中各个主要参数的含义为：
（1）Table表示创建索引的表。
（2）Non_unique表示索引非唯一，1代表是非唯一索引，0代表唯一索引。
（3）Key_name表示索引的名称。
（4）Seq_in_index表示该字段在索引中的位置，单列索引该值为1，组合索引为每个字段在索引定义中的顺序。
（5）Column_name表示定义索引的列字段。
（6）Sub_part表示索引的长度。
（7）Null表示该字段是否能为空值。
（8）Index_type表示索引类型。

可以看到，book表中已经存在了一个索引，即前面已经定义的名称为year_publication索引，该索引为非唯一索引。下面使用ALTER TABLE在bookname字段上添加索引，SQL语句如下：

alter table book add index BkNameIdx(bookname(30));

【例】在book表的bookId字段上建立名称为UniqidIdx的唯一索引，SQL语句如下：

alter table book add unique index UniqidIdx(bookId);

【例】在book表的comment字段上建立单列索引，SQL语句如下

alter table add index BkcmtIdx (comment(50)) 

【例】在book表的authors和info字段上建立组合索引，SQL语句如下：

alter table book add index BkAuAndInfoIdx(authors(30),info(50))

【例】创建表t6，在t6表上使用ALTER TABLE创建全文索引，SQL语句如下

create table t6
(
	id int not null,
	info char(255)
)Engine=MyISAM; # 注意修改ENGINE参数为MyISAM，MySQL默认引擎InnoDB不支持全文索引。
# 使用ALTER TABLE语句在info字段上创建全文索引：
alter table t6 add fulltext index in foFTIdx(info);

【例】创建表t7，在t7的空间数据类型字段g上创建名称为spatIdx的空间索引，SQL语句如下：

create table t7 (g GEOMETRY NOT　NULL)　ENGINE＝MyISAM;
alter table t7 add spatial index spatIdx(g);

• 使用create idex 创建索引

CREATE INDEX语句可以在已经存在的表上添加索引。在MySQL中，CREATE INDEX被映射到一个ALTER TABLE语句上，基本语法结构为：

create [UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL] index index_name on table_name(col_name[length],...) [ASC|DESC]

可以看到CREATE INDEX语句和ALTER INDEX语句的语法基本一样，只是关键字不同

【例】在book表中的bookname字段上建立名为BkNameIdx的普通索引，SQL语句如下

create index BkNameIdx On book(bookname)

【例】在book表的bookId字段上建立名称为UniqidIdx的唯一索引，SQL语句如下

create unique index UnidisIdx On book(bookId);

【例】在book表的comment字段上建立单列索引，SQL语句如下

create index BkcmtIdx on book (comment(50));

【例】在book表的authors和info字段上建立组合索引，SQL语句如下：

create index BkAuAndInfoIdx on book(authors(20)，info(50));

【例】使用CREATE INDEX在t6表的info字段上创建名称为infoFTIdx的全文索引：

create fulltext index infoFTIdx on t6(info);

【例】使用CREATE INDEX语句在表t7的g字段建立空间索引：

create spatial index spatIdx on t7(g);

MySQL中删除索引使用ALTER TABLE或者DROPINDEX语句，两者可实现相同的功能，DROPINDEX语句在内部被映射到一个ALTER TABLE语句中。

• 使用ALTER TABLE删除索引

alter table table_name drop index index_name;

【例】删除book表中名称为UniqidIdx的唯一索引，SQL语句如下：

alter table book drop index UniqidIdx;

• 使用DROP INDEX语句删除索引
  drop index index_name on table_name;

【例】删除book表中名称为BkAuAndInfoIdx的组合索引，SQL语句如下：

drop index BkAuAndInfoIdx ON book;