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我们都知道,数据库索引可以帮助我们更加快速的找出符合的数据,但是如果不使用索引,Mysql 则会从第一条开始查询,直到查询到符合的数据,这样也会导致一个问题:如果没有添加索引,表中数据很大则查询数据花费的时间更多。而这时候我们为字段添加一个索引,Mysql 就会快速搜索数据,可以节省大量时间。MyISAM 和 InnoDB 是最经常使用的两个存储引擎,MyISAM 和 InnoDB 索引都是采用 B + 树的数据结构,那 B 树和 B + 树的区别是什么呢?
B 树
B 树是一种多路搜索树,搜索时从根节点开始,对节点内的有序关键字进行二分查找,如果命中则结束搜索,否则根据搜索大小结果进入左右子节点重复搜索,直到找到搜索结果。
特点:
- 关键字分布在 B 树所有节点。
- 关键字不会重复出现在多个节点。
- 搜索可能在非叶子节点就结束。
B+ 树
B+ 树实际上是一种特殊的 B 树,和 B 树感官最明显的一个不同点在于 B + 树关键字只会出现在叶子结点中,并且关键字在链表中是有序的,也就是 B + 树的搜索最后只会在叶子结点中命中结果,那非叶子结点在 B + 树充当什么角色呢?非叶子节点在 B + 树中相当于是叶子结点的索引,而叶子结点是存储关键字数据的数据层。既然 Mysql 索引采用 B + 树的数据结构,那么相比于 B 树,B+ 树做索引的优势在哪里呢:
- 磁盘读写代价更低。
- 查询效率更稳定。
- 遍历元素效率高。
讲完了 B 树和 B + 树的概念,接下来就需要开始谈谈索引了。其实 Mysql 索引的数据结构有两种:B+ 树、Hash。但是在 MyISAM 和 InnoDB 存储引擎当中只能使用 B + 树,索引其实总共可以分为四类:
- 单列索引:单列索引有三种,包括普通索引、唯一索引、主键索引
- 组合索引
- 全文索引
- 空间索引
单列索引
单列索引,顾名思义就是一个索引只能作用于单列,但是一个数据表可以同时拥有多个单列索引。单列索引一共有三种:普通索引、唯一索引、主键索引。
普通索引:
基本的索引类型,不会对数据加入任何限制,一样允许添加了普通索引的普通索引的数据列存在空值或重复值,添加普通索引的目的只是为了查询数据会更快一点。
唯一索引:
对单列添加唯一索引,就代表这个列只能是唯一值,比如用户表用户名可以添加唯一索引,这样用户名必须是唯一值,但是可以为空值。
主键索引:
其实就是在唯一索引的基础上,不允许列出现空值的存在。
组合索引
选中数据表的多列组合然后创建索引,但是组合索引并不是说创建成功都可以被使用,而是需要遵循最左前缀集合。也就是只有在查询条件中使用了这些字段的左边字段,组合索引才会生效。下面我们举个例子来解释下什么叫做最左前缀。
首先创建一个表 test_10_09, 并且将 id, username, sex 三个列组合然后添加索引。
CREATE TABLE test_10_09 (
id INT NOT NULL,
username VARCHAR (20) NOT NULL,
idcard VARCHAR (18),
sex VARCHAR (3) NOT NULL,
INDEX MultiIdx (id, username, sex)
)
我们说组合索引想要生效需要满足最左前缀。那什么叫做最左前缀呢?最左前缀其实就是利用组合索引中最左边的列来匹配数据,以上面的例子我们可以看到,组合索引最左边的列是 id,所以说如果我们查询的条件不包括 id,也就是不满足最左前缀原则,这时候查询操作是无法利用到我们创建的组合索引的。我们可以使用 EXPLAIN 指令来测试查询条件带与不带 id 会有什么效果:
可以看到我们带 id 查询可以通过索引去查询,但是查询不带 id 查询无法触发最左前缀原则,于是组合索引并没有生效。
全文索引
全文索引其实就是字面意思,使用全文索引可以在一连串文字中通过某个关键词,就可以找到包含字段的记录行。但是全文索引有着很多限制:
- 在 InnoDB 存储引擎不支持使用,只允许在 MyISAM 存储引擎中使用。
- 全文索引只能在 char、varchar、text 三种类型的数据列使用。
- 所搜的关键字默认至少要 4 个字符。
- 全局索引要借助 MATCH 函数。
空间索引
- mysql 5.7 开始支持空间索引。空间索引一般是适用于包含空间操作的系统,比如游戏开发。
- 空间索引只能在 GEOMETRY、POINT、LINESTRING、POLYGON4 种空间数据类型的数据列使用。并且添加空间索引的数据列必须非空。
- 在创建空间索引必须使用 SPATIAL 关键字。
索引优点
- 数据表的所有数据列都可以添加索引。
- 使用唯一索引或者主键索引可以保证数据的唯一性。
- 使用索引可以提高查询数据的效率和性能。
索引缺点
- 使用索引会占用一定的物理空间。
- 数据插入以及修改都需要维护索引,会影响性能。
索引使用原则
- 经常需要插入或者更新操作的表不宜设置太多索引,因为数据插入以及修改都需要维护索引,会影响性能。
- 数据量少的表不建议添加索引,否则可能反而降低查询效率及性能。
- 在列取值范围比较少时不使用索引,比如专业名只有三个取值,使用索引意义确实不大。
- 组合索引将最经常使用的列放在第一列,保证组合索引能满足最左前缀的要求。
- 如果列取值唯一,可以为字段添加唯一性索引,提高查询效率。
- 索引尽量添加在数据量比较少的列上面,比如 varchar(100) 检索效率肯定没有 varchar(30) 来得快,所以说数据量多的列添加索引查询效率会更慢。
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