哪些情况下适合创建索引?

01、字段的数值有唯一性的限制

索引本身可以起到约束的作用。比如唯一索引、主键索引都是可以起到唯一性约束的,所以在数据表中,如果某个字段是唯一性的,就可以直接创建唯一性索引,或者主键索引。这样可以更快速地通过该索引来确定某条记录。

例如:学生表中学号字段是具有唯一性的字段,为该字段建立唯一性索引可以很快确定某个学生的信息。但如果使用姓名的话,可能会存在同名的现象,从而降低查询速度。

业务上具有唯一特性的字段,即使是组合字段,也必须建成唯一索引。

说明:不是创建了唯一索引就一定影响了 insert 的速度,这个速度损耗是可以忽略的,但是很明显是可以提高查询速度的。

02、频繁作为 where 查询条件的字段

某个字段在 select 语句的 where 条件中经常被使用到时,就需要给这个字段创建索引了。尤其是在数据量大的情况下,创建普通索引就可以大幅度提升数据查询的效率。

例如:student_info 表里有 10w 条数据,如果想要查询 student_id = 173368 的用户信息,添加索引和不添加索引的区别还是很大的。查询效果如下图所示:




由此可见,效率的提升还是很明显的。

03、经常 group by 和 order by 的列

索引就是让数据按照某种顺序进行存储或检索,因此当使用 group by 对数据进行分组查询,或者使用 order by 对数据进行排序的时候,就需要对分组或者排序的字段进行索引了。如果待排序的列有多个,就可以在这些列上建立组合索引。

比如:按照 student_id 对学生选修的课程进行分组,显示不同的 student_id 和 课程数量。

SELECT student_id, COUNT(student_id) AS num FROM student_info GROUP BY student_id;




由此可见,效率提升明显,并且得到的结果中 student_id 字段的数值也是按照顺序展示的。

order by 语句的效果与 group by 是一致的。因为添加索引时 B+Tree 本身就排完序了,使用 group by 或 order by 时可以直接取数据了(索引相当于提前把数据查出来放入缓存里,去查询时直接从缓存中取数据)。

04、update、delete 语句的 where 条件列

当我们对某条数据进行 update 或 delete 操作的时候,是否也需要对 where 的条件列创建索引呢?

例如:现在想把 name 为 NKmdJX 对应的 student_id 修改为 10002,加了索引和不加索引的执行效果:




由此可以看出,添加索引后执行效率有很大地提升。

下面再来试一下 delete 语句中,添加了索引和不添加索引的区别:




由此可见,添加索引后,delete 语句的执行效率也有很大地提升。

总结:对数据按照某个条件进行查询后再进行 update 或 delete 操作时,如果对 where 字段创建了索引,就能大幅度提升效率。原理是因为我们需要先根据 where 条件列检索出来这条记录,然后再对它进行更新或删除。如果进行更新的时候,更新的字段是非索引字段,提升的效率会更明显,这是因为非索引字段更新不需要对索引进行维护。

05、distinct 字段需要创建索引

如果需要对某个字段进行去重,使用 distinct 时,如果对该字段创建索引,也会提升查询效率。

例如:现在想要查询课程表中不同的 student_id 都有哪些,对 student_id 创建索引和不创建索引的结果:




可以看到添加索引的效率比不加索引的效率明显是提升的,并且查出的字段还是按照递增的顺序进行展示的,这是因为索引会对数据按照某种顺序进行排序,所以在去重时也会快很多。

06、多表 join 连接操作时,创建索引注意事项

多表 join 连接操作时,创建索引注意事项:

首先,连接表的数量尽量不要超过 3 条,因为每增加一张表就相当于增加了一次嵌套的循环,数量级增长也会非常快,严重影响查询的效率。

其次,对 where 条件创建索引,因为 where 才是对数据条件的过滤。如果在数据量非常大的情况下,没有 where 条件过滤还是非常可怕的。

最后,对用于连接的字段创建索引,并且该字段在多张表中的类型必须一致。也就是说假如 course_id 在 student_info 表和 course 表中都为 int(11) 类型,而不能一个为 int 另一个为 varchar 类型。

数据类型不一致时,会进行隐式转换,从而导致索引失效。

例如:只对 student_id 创建索引和对 student_id、name 都创建索引,执行的效率:



07、使用列的类型小的创建索引

这里所说的类型大小指的就是该类型表示的数据范围的大小。

在定义表结构的时候要显式的指定列的类型,以整数类型为例,有 TININT、MEDIUMINT、INT、BIGINT 等等,它们占用的存储空间依次递增,能表示的整数范围当然也是依次递增。如果想要对某个整数列建立索引的话,在表示的整数范围允许的情况下,尽量让索引列使用较小的类型(MEDIUMINT -> INT -> BIGINT),有两个原因:

数据类型越小,查询时的效率越高;
数据类型越小,索引占用的存储空间就越少,在一个数据页内就可以放得下更多的记录,从而减少磁盘 I/O 带来的性能损耗,也就意味着可以把更多的数据页缓存在内存中,从而加快读写效率。
这个建议对于表的主键来说更加适用,因为不仅是聚簇索引中会存储主键值,其他所有的二级索引的节点处都会存储一份记录的主键值,如果主键值使用更小的数据类型,也就意味着节省更多的存储空间和更高效的 I/O。

08、使用字符串前缀创建索引

假如字符串很长,存储一个字符串就需要占用很大的存储空间。当需要为这个字符串建立索引时,那就意味着在对应的 B+Tree 中有两个问题:

B+Tree 索引中的记录需要把该列的完整字符串存储起来,更费时。而且字符串越长,在索引中占用的存储空间就越大。
如果 B+Tree 索引中索引列存储的字符串很长,那在做字符串比较时会占用更多的时间。
所以,可以通过截取字段的前面一部分内容建立索引,就叫做前缀索引。这样在查找记录时虽然不能精确的定位到记录的位置,但是能定位到相应前缀所在的位置,再根据前缀相同的记录的主键值回表查询完整的字符串值。既节约了空间,又减少了字符串的比较时间,还大体能解决排序的问题。

09、区分度高(散列性高)的列适合作为索引

列的基数指的是某一列中不重复的个数,比如说某个列包含值 2,5,8,2,5,8,2,5,8,虽然有 9 条记录,但是该列的基数是 3。也就是说,在记录行数一定的情况下,列的基数越大,该列中的值越分散;列的基数越小,该列中的值越集中。列的基数直接影响到我们能否有效的利用索引,最好为列的基数大的列创建索引,为基数太小的列建立索引效果不太好。

注意:联合索引把区分度高的列(散列性高)放在前面。

10、使用最频繁的列放到联合索引的左侧(最左前缀原则)

根据最左前缀原则,可以增加联合索引的使用率。

11、 在多个字段都要创建索引的情况下,联合索引优于单值索引

当有多个单值索引,使用时会优先执行一个,所以在多个值都需要索引的时候,建议创建联合索引。

创建联合索引时,使用最频繁的字段必须放在最左边,如果不频繁,建议把区分度高的字段放在最前面。

explain 计划中有两个字段:possible_key、key。其中,possible_key 代表可能使用到的索引,经过优化器判断后会选择一个最优索引执行。如果可能用到的索引过多,优化器在判别最优索引时耗时较大,影响性能。

12、限制索引的数量

在实际工作中,索引的数量不是越多越好,需要限制每张表中的索引数量,建议单张表的索引数量不操作6个。
①每个索引都需要占用磁盘空间,索引越多,需要的磁盘空间就越大;
②索引会影响INSERT DELETE UPDATE等语句的性能,因为表中的数据更改的同时,索引也会进行调整和更新,会造成负担;
③优化器在选择优化查询时,会根据统一信息,对每一个可以用到的索引进行评估,已生成出一个最好的执行计划,如果同时有多个索引都可以用于查询,会增加mysql优化器生成执行时间,降低查询性能。

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