天天看點

你确定真正了解聯合索引和最左字首原則?

介紹

前文已經說了explain指令的大部分參數,接着圖解: EXPLAIN 實戰-1這篇文章把explain的key_len參數分享完,接着分享最左字首原則,建立如下的表,其中name列和address列都建立了索引

CREATE TABLE `teacher` (
  `id` int(10) NOT NULL,
  `name` char(20) NOT NULL,
  `address` varchar(100) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_name` (`name`),
  KEY `idx_addr` (`address`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;           

複制

執行如下指令

explain select * from teacher where name = "張三"           

複制

你确定真正了解聯合索引和最左字首原則?
explain select * from teacher where address = "北京"           

複制

你确定真正了解聯合索引和最左字首原則?

問題來喽,這些key_len是怎麼算出來的呢?

key_len

key_len表示索引使用的位元組數,根據這個值,就可以判斷索引使用情況,特别是在組合索引的時候,判斷所有的索引字段是否都被查詢用到

字元串類型

你确定真正了解聯合索引和最左字首原則?

char和varchar跟字元編碼也有密切的聯系

latin1占用一個位元組,gbk占用2個位元組,utf8占用3個位元組,utf8mb4占用4個位元組(不同字元編碼占用的存儲空間不同)

char和varchar跟字元編碼也有密切的聯系

latin1占用一個位元組,gbk占用2個位元組,utf8占用3個位元組,utf8mb4占用4個位元組(不同字元編碼占用的存儲空間不同)

字元類型-索引字段為char類型+不可為Null時

char(n)=n*(utf8mb4=4,utf8=3,gbk=2,latin1=1)

是以上面第一個列子(查詢name=張三)的key_len為20*3=60

下文中為了描述友善,編碼類型預設為utf8

字元類型-索引字段為char類型+允許為Null時

char(n)=n*3+1(允許null,是否為空的标記)

字元類型-索引字段為varchar類型+不可為Null時

varchar(n)=n*3+2(變長列,記錄目前資料存了多少)

字元類型-索引字段為varchar類型+允許為Null時

varchar(n)=n*3+1(允許null)+2(變長列)

是以上面第二個例子(查詢住址=北京)的key_len為100*3+1+2=303

你确定真正了解聯合索引和最左字首原則?

整數/浮點數/時間類型的索引長度

Not Null=字段本身的長度

Null=字段本身的長度+1

再回頭看看前面的例子,是不是很容易就了解了呢?整數時間類型的小編就不再舉例,自己寫個例子就很容易就了解了

最左字首原則

查詢

主要針對組合索引,滿足如下2個條件即可滿足左字首原則

  1. 需要查詢的列群組合索引的列順序一緻
  2. 查詢不要跨列

構造資料如下,其中在name,address,country上建了聯合索引

CREATE TABLE `people` (
  `name` varchar(50) NOT NULL,
  `address` varchar(50) NOT NULL,
  `country` varchar(50) NOT NULL,
  KEY `idx_name_addr_country` (`name`,`address`,`country`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;           

複制

先簡單舉個例子,然後總結一下

explain select * from people where name = "jack"
and address = "beijing" and country = "china"           

複制

你确定真正了解聯合索引和最左字首原則?

type為ref,key_len為456=(50*3+2)*3,聯合索引的所有列都使用了

explain select * from people where name = "jack"           

複制

你确定真正了解聯合索引和最左字首原則?

type為ref,key_len為152=50*3+2,聯合索引隻使用了name列

explain select * from people where address = "beijing"           

複制

你确定真正了解聯合索引和最左字首原則?

type為index,并沒有走索引,簡單說一下index和ref的差別

index:這種類型表示mysql會對整個該索引進行掃描。要想用到這種類型的索引,對這個索引并無特别要求,隻要是索引,或者某個聯合索引的一部分,mysql都可能會采用index類型的方式掃描。但是呢,缺點是效率不高,mysql會從索引中的第一個資料一個個的查找到最後一個資料,直到找到符合判斷條件的某個索引。是以,上述語句會觸發索引掃描

ref:這種類型表示mysql會根據特定的算法快速查找到某個符合條件的索引,而不是會對索引中每一個資料都進行一一的掃描判斷,也就是所謂你平常了解的使用索引查詢會更快的取出資料。而要想實作這種查找,索引卻是有要求的,要實作這種能快速查找的算法,索引就要特定的資料結構。簡單說,也就是索引字段的資料必須是有序的,才能實作這種類型的查找,才能利用到索引。

總結幾個典型的例子,聯合索引為key idx_a_b_c(a,b,c)

你确定真正了解聯合索引和最左字首原則?

排序

最左字首原則不僅用在查詢中,還能用在排序中。MySQL中,有兩種方式生成有序結果集:

  1. 通過有序索引順序掃描直接傳回有序資料
  2. Filesort排序,對傳回的資料進行排序

因為索引的結構是B+樹,索引中的資料是按照一定順序進行排列的,是以在排序查詢中如果能利用索引,就能避免額外的排序操作。EXPLAIN分析查詢時,Extra顯示為Using index。

所有不是通過索引直接傳回排序結果的操作都是Filesort排序,也就是說進行了額外的排序操作。EXPLAIN分析查詢時,Extra顯示為Using filesort,當出現Using filesort時對性能損耗較大,是以要盡量避免Using filesort

還是先舉2個例子,然後總結

explain select * from people order by name           

複制

你确定真正了解聯合索引和最左字首原則?

Extra列隻有Using index,即根據索引順序進行掃描

explain select * from people order by address           

複制

你确定真正了解聯合索引和最左字首原則?

Extra列有Using filesort,進行了額外排序

總結:假如說有如下聯合索引,key idx_a_b_c(a,b,c)

order by 能使用索引排序

order by a
order by a,b
order by a,b,c
order by a desc, b desc, c desc
where a = const order by b,c
where a = const and b = const order by c
where a = const and b > const order by b,c           

複制

order by 不能使用索引進行排序

order by b
order by c
order by b, c
order by a asc, b desc, c desc //排序不一緻
where g = const order by b,c //丢失a索引
where a = const order by c //丢失b索引
where a = const order by a,d //d不是索引的一部分
where a in (...) order by b,c //範圍查詢           

複制

有時間會單開一篇文章介紹order by優化,這裡隻做個粗淺的介紹

聯合索引特性

增加開銷。建一個聯合索引(col1,col2,col3),實際相當于建了(col1),(col1,col2),(col1,col2,col3)三個索引。每多一個索引,都會增加寫操作的開銷和磁盤空間的開銷。對于大量資料的表,使用聯合索引會大大增加開銷!

覆寫索引。對聯合索引(col1,col2,col3),如果有如下的sql: select col1,col2,col3 from test where col1=1 and col2=2。那麼MySQL可以直接通過周遊索引取得資料,而無需回表,這了很多的随機io操作。io操作,特别的随機io其實是dba主要的優化政策。是以,在真正的實際應用中,覆寫索引是主要的提升性能的優化手段之一。

效率高。索引列越多,通過索引篩選出的資料越少。有1000W條資料的表,有如下sql:select from table where col1=1 and col2=2 and col3=3,假設假設每個條件可以篩選出10%的資料,如果隻有單值索引,那麼通過該索引能篩選出1000W10%=100w條資料,然後再回表從100w條資料中找到符合col2=2 and col3= 3的資料,然後再排序,再分頁;如果是聯合索引,通過索引篩選出1000w*10%*10% *10%=1w,效率提升可想而知!