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MySQL 索引深入解析
MySQL索引是数据库性能优化的重要手段之一。通过创建索引,我们可以让数据库系统不再需要扫描全表,从而快速地找到数据。然而,索引的使用并非没有代价,索引本身需要占用存储空间,同时也会在插入、删除和更新操作时带来额外的性能开销。因此,理解索引的工作原理,以及何时使用索引,何时不使用索引,对于编写高效的数据库查询和设计高效的数据库结构是至关重要的。本文将详细介绍MySQL索引的相关知识。
1. 索引的数据结构(B+树)
MySQL索引的底层实现主要是使用B+树数据结构。B+树是一种自平衡的多路搜索树,它的特点是所有的数据都存储在叶子节点,而非叶子节点只存储键值和子节点的指针。这样的设计使得查询的性能更加稳定,因为无论我们需要查找的数据在叶子节点的哪个位置,查找的时间复杂度都是一样的。
2. 覆盖索引
覆盖索引是指一个查询的执行只用到了索引,而没有用到实际的数据行。换句话说,查询所需要的数据直接在索引树上就可以获取,无需再回表查询。这样可以极大地提高查询性能。
CREATE INDEX idx_name_age ON student(name, age);SELECT name, age FROM student WHERE name='Tom';
在这个例子中,我们创建了一个覆盖索引idx_name_age
,然后执行查询。因为索引树上已经包含了所有需要的信息,所以查询可以直接在索引树上完成,无需查询实际的数据行。
3. 回表
相对于覆盖索引,回表是指在通过索引查找到数据后,还需要再通过主键去数据表中查找其他列的数据。
CREATE INDEX idx_name ON student(name);SELECT * FROM student WHERE name='Tom';
在这个例子中,我们创建了一个索引idx_name
,然后执行查询。因为索引树上只包含了name
列,而我们需要查询的是所有列,所以查询需要在索引树上找到数据后,再通过主键去数据表中查找其他列的数据。这就是回表。
4. 最左前缀原则
最左前缀原则,也被称为最左匹配原则,是指在创建复合索引时,查询条件必须使用到索引的最左边的一列,或者连续的左边几列,才能利用到索引。
CREATE INDEX idx_name_age ON student(name, age);SELECT * FROM student WHERE name='Tom'; -- 可以使用索引SELECT * FROM student WHERE age=20; -- 不能使用索引
在这个例子中,我们创建了一个复合索引idx_name_age
。第一个查询可以使用索引,因为它使用了索引的最左边的一列。而第二个查询不能使用索引,因为它没有使用索引的最左边的一列。
5. 索引下推
索引下推是MySQL 5.6版本引入的一个优化技术。在这之前,即使是覆盖索引,MySQL也需要先从索引中取出所有满足条件的行,然后再对这些行进行过滤。而索引下推技术则是在索引中就完成了这些过滤操作,从而减少了需要从数据表中读取的行数。
6. 索引哪些情况会失效
- 使用了不等于(<>或!=)的查询条件。
- 对列进行了函数操作。
- 使用了
or
关键字将列与常数进行了比较。 - 索引列上进行了运算。
- 对于复合索引,如果没有使用到最左前缀,索引也会失效。
7. 索引不适合哪些场景
- 对于数据量较小的表,建立索引可能会浪费更多的存储空间和查询时间。
- 对于某些列,如果包含的数据种类不多,比如性别,那么即使对这样的列建立了索引,也无法大幅度提高查询效率。
- 对于频繁进行插入、删除和修改操作的表,每次插入或删除都需要对索引进行调整,这会带来很大的性能开销。
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