MySQL如何使用索引提升速度 索引原理与最左前缀原则详解

索引在mysql中是为了加快数据检索速度，其底层通常采用b-tree或b+tree结构，通过存储列值及指向对应数据行的指针，使查询无需全表扫描。1. 索引类型包括b-tree（适用于等值、范围查询和排序）、hash（仅适用于等值查询）、fulltext（用于全文搜索）和spatial（用于地理空间数据）。2. 最左前缀原则要求联合索引的查询条件必须包含最左侧列，否则无法使用索引。3. 正确使用索引应遵循：只为常用查询列创建索引、选择合适索引类型、避免where子句中使用函数或表达式、定期维护索引并用explain分析查询。4. 索引失效常见情况包括使用or且部分条件无索引、like以%开头、数据类型不匹配、索引列参与计算以及mysql优化器选择全表扫描。5. 可通过performance schema、slow query log或第三方工具监控索引使用情况，及时发现性能问题并优化。

MySQL中使用索引，说白了就是为了更快地找到数据，就像查字典一样，没有目录你得一页页翻，有了目录直接定位到对应页数。

索引本质上是一种数据结构，通常是B-Tree或者其变种（比如B+Tree）。它存储了表中一列或多列的值，并指向包含这些值的完整数据行。 当你执行查询时，MySQL可以使用索引来快速定位到匹配的行，而无需扫描整个表。

索引原理与最左前缀原则详解

为什么需要索引？

想象一下，你有一张百万行的用户表，想找出所有名字叫“张三”的用户。如果没有索引，MySQL会一行一行地检查name列是否为“张三”，这叫做全表扫描，效率极其低下。

有了索引，MySQL可以利用索引结构快速定位到name列值为“张三”的行，大大减少了需要扫描的数据量。这就像查字典，先找到“张”字开头的页，再找“张三”这个词。

索引是如何工作的？

索引的底层通常是B-Tree（或B+Tree），这是一种平衡树结构，可以快速查找、插入和删除数据。

1. 创建索引: 当你为name列创建一个索引时，MySQL会创建一个B-Tree结构，其中每个节点包含name列的值和一个指向对应数据行的指针。

2. 查询数据: 当你执行SELECT * FROM users WHERE name = '张三'时，MySQL会首先在name列的索引中查找“张三”这个值。

3. 定位数据: 通过B-Tree的快速查找，MySQL可以找到包含“张三”值的节点，并获取指向对应数据行的指针。

4. 获取数据: MySQL根据指针直接读取数据行，而无需扫描整个表。

索引的类型有哪些？

MySQL支持多种索引类型，常见的包括：

• B-Tree索引: 最常用的索引类型，适用于等值查询、范围查询和排序。
• Hash索引: 适用于等值查询，但不适用于范围查询和排序。
• Fulltext索引: 适用于全文搜索。
• Spatial索引: 适用于地理空间数据。

选择哪种索引类型取决于你的查询需求和数据特点。

什么是索引的最左前缀原则？

最左前缀原则是针对联合索引而言的。联合索引是指在表中的多个列上创建的索引。

假设你创建了一个联合索引INDEX name_age (name, age)，那么这个索引实际上包含了三个索引：

1. name
2. name, age

这意味着，你可以使用以下查询来利用这个索引：

• SELECT * FROM users WHERE name = '张三'
• SELECT * FROM users WHERE name = '张三' AND age = 20

但是，你不能使用以下查询来利用这个索引：

• SELECT * FROM users WHERE age = 20

因为age列不是索引的最左前缀。

简单来说，如果你想利用联合索引，你的查询条件必须包含索引的最左边的列。

如何正确使用索引？

• 只为经常用于查询的列创建索引: 索引会占用存储空间，并且会降低写入性能，所以不要为不常用的列创建索引。
• 选择合适的索引类型: 根据你的查询需求和数据特点选择合适的索引类型。
• 注意索引的最左前缀原则: 如果你使用联合索引，确保你的查询条件包含索引的最左边的列。
• 定期维护索引: 随着数据的增加和删除，索引可能会变得碎片化，影响查询性能，所以需要定期维护索引。可以使用OPTIMIZE TABLE命令来优化表和索引。
• 避免在WHERE子句中使用函数或表达式: 这会导致MySQL无法使用索引。例如，SELECT * FROM users WHERE YEAR(birthday) = 1990 无法利用birthday列上的索引。
• 使用EXPLAIN命令分析查询: EXPLAIN命令可以帮助你了解MySQL是如何执行查询的，以及是否使用了索引。

索引带来的性能提升有多大？

索引带来的性能提升是巨大的，尤其是在数据量大的情况下。

例如，在一个百万行的表中，使用索引可以将查询时间从几秒甚至几分钟缩短到几毫秒。

但是，索引也会带来一些额外的开销，比如占用存储空间，降低写入性能。所以，你需要权衡利弊，选择合适的索引策略。

索引失效的常见情况有哪些？

• 使用OR条件: 如果OR连接的多个条件中，有一个条件没有使用索引，那么整个查询都不会使用索引。
• LIKE查询以%开头: 例如，SELECT * FROM users WHERE name LIKE '%张三' 无法使用name列上的索引。
• 数据类型不匹配: 例如，如果name列是字符串类型，而你使用SELECT * FROM users WHERE name = 123进行查询，那么MySQL可能会进行隐式类型转换，导致索引失效。
• 索引列参与计算: 例如，SELECT * FROM users WHERE age + 1 = 21 无法使用age列上的索引。
• MySQL认为全表扫描更快: 在某些情况下，即使你创建了索引，MySQL也可能认为全表扫描更快，从而不使用索引。这通常发生在数据量较小或者索引选择性较低的情况下。

如何监控索引的使用情况？

你可以使用MySQL的性能监控工具来监控索引的使用情况，例如：

• Performance Schema: MySQL 5.5及以上版本提供的性能监控工具，可以详细监控索引的使用情况。
• Slow Query Log: 记录执行时间超过指定阈值的SQL语句，可以帮助你发现需要优化的查询。
• 第三方监控工具: 例如，Prometheus、Grafana等。

通过监控索引的使用情况，你可以及时发现潜在的性能问题，并进行优化。

以上就是MySQL如何使用索引提升速度 索引原理与最左前缀原则详解的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！