mysql数据库-索引-长期维护

╄→尐↘猪︶ㄣ 提交于 2020-02-08 02:32:35

###############    索引介绍    ##############

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1. 索引介绍
需求:
一般的应用系统,读写比例在10:1左右,而且插入操作和一般的更新操作很少出现性能问题,在生产环境中,我们遇到最多的,
也是最容易出问题的,还是一些复杂的查询操作,因此对查询语句的优化显然是重中之重。
说起加速查询,就不得不提到索引了。

索引:
简单的说,相当于图书的目录,可以帮助用户快速的找到需要的内容.
在MySQL中也叫做“键”,是存储引擎用于快速找到记录的一种数据结构。能够大大提高查询效率。
特别是当数据量非常大,查询涉及多个表时,使用索引往往能使查询速度加快成千上万倍.

本质:
索引本质:通过不断地缩小想要获取数据的范围来筛选出最终想要的结果,
同时把随机的事件变成顺序的事件,也就是说,有了这种索引机制,我们可以总是用同一种查找方式来锁定数据。
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2.索引方法
1. B+TREE 索引
B+树是一种经典的数据结构,由平衡树和二叉查找树结合产生,它是为磁盘或其它直接存取辅助设备而设计的一种平衡查找树,
在B+树中,所有的记录节点都是按键值大小顺序存放在同一层的叶节点中,叶节点间用指针相连,构成双向循环链表,
非叶节点(根节点、枝节点)只存放键值,不存放实际数据。
注意:通常其高度都在2~3层,查询时可以有效减少IO次数。

b+树的查找过程
如图所示,如果要查找数据项30,那么首先会把磁盘块1由磁盘加载到内存,此时发生一次IO,
在内存中用二分查找确定30在28和65之间,锁定磁盘块1的P2指针,内存时间因为非常短(相比磁盘的IO)可以忽略不计,
通过磁盘块1的P2指针的磁盘地址把磁盘块由磁盘加载到内存,发生第二次IO,30在28和35之间,锁定当前磁盘块的P1指针,
通过指针加载磁盘块到内存,发生第三次IO,同时内存中做二分查找找到30,结束查询,总计三次IO。
真实的情况是,3层的b+树可以表示上百万的数据,如果上百万的数据查找只需要三次IO,性能提高将是巨大的,
如果没有索引,每个数据项都要发生一次IO,那么总共需要百万次的IO,显然成本非常非常高。
强烈注意: 索引字段要尽量的小,磁盘块可以存储更多的索引.

2. HASH 索引
hash就是一种(key=>value)形式的键值对,允许多个key对应相同的value,
但不允许一个key对应多个value,为某一列或几列建立hash索引,就会利用这一列或几列的值通过一定的算法计算出一个hash值,对应一行或几行数据.
hash索引可以一次定位,不需要像树形索引那样逐层查找,因此具有极高的效率.

3.HASH与BTREE比较:
hash类型的索引:查询单条快,范围查询慢
btree类型的索引:b+树,层数越多,数据量越大,范围查询和随机查询快(innodb默认索引类型)

不同的存储引擎支持的索引类型也不一样
InnoDB 支持事务,支持行级别锁定,支持 Btree、Hash 等索引,不支持Full-text 索引;
MyISAM 不支持事务,支持表级别锁定,支持 Btree、Full-text 等索引,不支持 Hash 索引;
Memory 不支持事务,支持表级别锁定,支持 Btree、Hash 等索引,不支持 Full-text 索引;
NDB 支持事务,支持行级别锁定,支持 Hash 索引,不支持 Btree、Full-text 等索引;
Archive 不支持事务,支持表级别锁定,不支持 Btree、Hash、Full-text 等索引;

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3.索引类型
MySQL中常见索引有:
普通索引
唯一索引
主键索引
组合索引

1.普通索引
普通索引仅有一个功能:加速查询
#创建表同时添加name字段为普通索引
create table tb1(
   id int not null auto_increment primary key,
   name varchar(100) not null,
   index idx_name(name)
);
#单独为表指定普通索引
create index idx_name on tb1(name);
# 删除索引
drop index idx_name on tb1;
#查看索引
show index from tb1;


2.唯一索引
唯一索引有两个功能:加速查询 和 唯一约束(可含一个null 值)
# 创建表的时候创建
create table tb2(
  id int not null auto_increment primary key,
  name varchar(50) not null,
  age int not null,
  unique index idx_age (age)
)
# 单独创建
create unique index idx_age on tb2(age);

3.主键索引
 主键有两个功能:加速查询 和 唯一约束(不可含null)
 注意:一个表中最多只能有一个主键索引
# 创建表的时候穿件索引
#方式一:
create table tb3(
   id int not null auto_increment primary key,
   name varchar(50) not null,
   age int default 0
);
#方式二:
create table tb3(
   id int not null auto_increment,
   name varchar(50) not null,
   age int default 0 ,
   primary key(id)
);
# 单独添加索引
alter table tb3 add primary key(id);
# 删除索引
#方式一
alter table tb3 drop primary key;
#方式二:
#如果当前主键为自增主键,则不能直接删除.需要先修改自增属性,再删除
alter table tb3 modify id int ,drop primary key;


4.组合索引
组合索引是将n个列组合成一个索引
其应用场景为:频繁的同时使用n列来进行查询,如:where n1 = 'alex' and n2 = 666。
# 创建表的时候穿件索引
create table tb4(
  id int not null ,
  name varchar(50) not null,
  age int not null,
  index idx_name_age (name,age)   
)
# 单独添加索引
create index idx_name_age on tb4(name,age);


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###############   聚合索引和辅助索引   ##############

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4.聚合索引和辅助索引
数据库中的B+树索引可以分为聚集索引和辅助索引

聚集索引:InnoDB表 索引组织表,即表中数据按主键B+树存放,叶子节点直接存放整条数据,每张表只能有一个聚集索引。
1.当你定义一个主键时,InnnodDB存储引擎则把它当做聚集索引
2.如果你没有定义一个主键,则InnoDB定位到第一个唯一索引,且该索引的所有列值均飞空的,则将其当做聚集索引。
3如果表没有主键或合适的唯一索引INNODB会产生一个隐藏的行ID值6字节的行ID聚集索引,
补充:由于实际的数据页只能按照一颗B+树进行排序,因此每张表只能有一个聚集索引,聚集索引对于主键的排序和范围查找非常有利.

辅助索引:(也称非聚集索引)是指叶节点不包含行的全部数据,叶节点除了包含键值之外,还包含一个书签连接,通过该书签再去找相应的行数据
辅助索引叶节点存放的是主键值,获得主键值后,再从聚集索引中查找整行数据。举个例子,如果在一颗高度为3的辅助索引中查找数据,
首先从辅助索引中获得主键值(3次IO),接着从高度为3的聚集索引中查找以获得整行数据(3次IO),总共需6次IO。一个表上可以存在多个辅助索引。
总结二者区别:
相同的是:不管是聚集索引还是辅助索引,其内部都是B+树的形式,即高度是平衡的,叶子结点存放着所有的数据。
不同的是:聚集索引叶子结点存放的是一整行的信息,而辅助索引叶子结点存放的是单个索引列信息.

注意:
1.  mysql先去索引表里根据b+树的搜索原理很快搜索到id为4567890的数据,IO大大降低,因而速度明显提升
2. 我们可以去mysql的data目录下找到该表,可以看到添加索引后该表占用的硬盘空间多了 
3.如果使用没有添加索引的字段进行条件查询,速度依旧会很慢(如图:)


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###############    注意事项    ##############

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5.注意事项
数据库表中添加索引后确实会让查询速度起飞,但前提必须是正确的使用索引来查询,如果以错误的方式使用,则即使建立索引也会不奏效。
即使建立索引,索引也不会生效

1. 避免使用select *
2. 其他数据库中使用count(1)或count(列) 代替 count(*),而mysql数据库中count(*)经过优化后,效率与前两种基本一样.
3. 创建表时尽量时 char 代替 varchar
4. 表的字段顺序固定长度的字段优先
5. 组合索引代替多个单列索引(经常使用多个条件查询时)
6. 使用连接(JOIN)来代替子查询(Sub-Queries)
7. 不要有超过4个以上的表连接(JOIN)
8. 优先执行那些能够大量减少结果的连接。
9. 连表时注意条件类型需一致
10.索引散列值不适合建索引,例:性别不适合


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###############    慢查询日志    ############## 

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6,慢查询日志
将mysql服务器中影响数据库性能的相关SQL语句记录到日志文件,通过对这些特殊的SQL语句分析,改进以达到提高数据库性能的目的。

慢查询日志参数:
long_query_time     :  设定慢查询的阀值,超出设定值的SQL即被记录到慢查询日志,缺省值为10s
slow_query_log      :  指定是否开启慢查询日志
log_slow_queries    :  指定是否开启慢查询日志(该参数已经被slow_query_log取代,做兼容性保留)
slow_query_log_file :  指定慢日志文件存放位置,可以为空,系统会给一个缺省的文件host_name-slow.log
log_queries_not_using_indexes: 如果值设置为ON,则会记录所有没有利用索引的查询.

查看 MySQL慢日志信息
#.查询慢日志配置信息 :
show variables like '%query%';
#.修改配置信息
set global slow_query_log  = on;

查看不使用索引参数状态:
# 显示参数  
show variables like '%log_queries_not_using_indexes';
# 开启状态
set global log_queries_not_using_indexes  = on;

查看慢日志显示的方式
#查看慢日志记录的方式
show variables like '%log_output%';
#设置慢日志在文件和表中同时记录
set global log_output='FILE,TABLE';

测试慢查询日志
#查询时间超过10秒就会记录到慢查询日志中
select sleep(3) FROM user ;
#查看表中的日志
select * from mysql.slow_log;

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###############    结束线    ##############

 

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