MySQL索引基础详细介绍
一 介绍
索引是帮助 MySQL 高效获取数据的数据结构（有序）。在数据之外，数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构，这些数据结构以某种方式引用（指向）数据，这样就可以在这些数据结构上实现高级查询算法，这种数据结构就是索引。
二 优缺点
优点：
- 提高数据检索效率，降低数据库的IO成本
- 通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低CPU的消耗
缺点：
- 索引列也是要占用空间的
- 索引大大提高了查询效率，但降低了更新的速度，比如 INSERT、UPDATE、DELETE
三 数据结构
| 索引结构 | 描述 |
|---|---|
| B+Tree | 最常见的索引类型，大部分引擎都支持B+树索引 |
| Hash | 底层数据结构是用哈希表实现，只有精确匹配索引列的查询才有效，不支持范围查询 |
| R-Tree(空间索引) | 空间索引是 MyISAM 引擎的一个特殊索引类型，主要用于地理空间数据类型，通常使用较少 |
| Full-Text(全文索引) | 是一种通过建立倒排索引，快速匹配文档的方式，类似于 Lucene, Solr, ES |
| 索引 | InnoDB | MyISAM | Memory |
|---|---|---|---|
| B+Tree索引 | 支持 | 支持 | 支持 |
| Hash索引 | 不支持 | 不支持 | 支持 |
| R-Tree索引 | 不支持 | 支持 | 不支持 |
| Full-text | 5.6版本后支持 | 支持 | 不支持 |
四 索引分类
- 单列索引，即一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单列索引。
- 组合索引，即一个索引包含多个列。
| 分类 | 含义 | 特点 | 关键字 |
|---|---|---|---|
| 主键索引 | 针对于表中主键创建的索引 | 默认自动创建，只能有一个 | PRIMARY |
| 唯一索引 | 避免同一个表中某数据列中的值重复 | 可以有多个 | UNIQUE |
| 常规索引 | 快速定位特定数据 | 可以有多个 | |
| 全文索引 | 全文索引查找的是文本中的关键词，而不是比较索引中的值 | 可以有多个 | FULLTEXT |
在 InnoDB 存储引擎中，根据索引的存储形式，又可以分为以下两种：
| 分类 | 含义 | 特点 |
|---|---|---|
| 聚集索引(Clustered Index) | 将数据存储与索引放一块，索引结构的叶子节点保存了行数据 | 必须有，而且只有一个 |
| 二级索引(Secondary Index) | 将数据与索引分开存储，索引结构的叶子节点关联的是对应的主键 | 可以存在多个 |
五 索引的使用
1.索引查询
//展示表中相关的所有信息
show index from table_name;
执行上述命令后，将会显示指定表中所有索引的详细信息：
包括索引名称（Key_name）、索引列（Column_name）、是否是唯一索引（Non_unique）、排序方式（Collation）、索引的基数（Cardinality）等。
2.索引的创建与删除
//在创建表中定义
//在创建表中定义唯一索引，主键索引，单值索引，复合索引
create table stu( id int AUTO_INCREMENT,
name varchar(20),
age int,
gender varchar(1),
primary key(id), //主键索引
unique index `ind_name` (name) //或者unique 索引名(字段名) 唯一索引
key 索引名(字段名), //单值索引
key 索引名(字段名1，字段名2) //复合索引 );5.2.1主键索引
- 表中的列设定为主键后，数据库会自动建立主键索引，索引列中的值必须是唯一的，不允许有空值
- 单独创建和删除主键索引的语法
- 创建：alter table 表名 add primary key(字段)
- 删除：alter table 表名 drop primary key
5.2.2唯一索引
- 表中的列创建了唯一约束时，数据库会自动建立唯一索引，索引列中的值必须是唯一的，但是允许为空值。
- 单独创建和删除唯一索引的语法：
- 创建：alter table 表名 add unique 索引名(字段)或create unique index 索引名 on 表名(字段)
- 删除：drop index 索引名 on 表名
5.2.3单值索引（单列索引）
一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单值索引。
1.建表时可随表一起建立单值索引
2.单独创建和删除单值索引
- 创建：alter table 表名 add index 索引名(字段)或 create index 索引名 on 表名(字段)
- 删除：drop index 索引名 on 表名
5.2.4复合索引（组合索引）
一个索引包含多个列
1.建表时可随表一起建立复合索引
2.单独创建和删除复合索引
- 创建：create index 索引名 on 表名(字段1，字段2)或 alter table 表名 add index 索引名(字段1，字段2)
- 删除：drop index 索引名 on 表名
5.2.5普通索引
最基本的索引类型，没有唯一性的限制，主要用于提高查询性能。一个表可以有多个普通索引。
CREATE INDEX index_name ON table_name
(column1 [ASC|DESC],column2 [ASC|DESC], ...);
//(column1, column2, ...): 指定要索引的表列名。你可以指定一个或多个列作为索引的组合。这些列的数据类型通常是数值、文本或日期。CREATE TABLE table_name
(column1 data_type,
column2 data_type, ...,
INDEX index_name (column1 [ASC|DESC], column2 [ASC|DESC], ...) ); //创建表的时候直接指定索引5.2.6全文索引
专门用于全文搜索的索引。只有在MyISAM和InnoDB（从MySQL 5.6版本开始支持）存储引擎的CHAR、VARCHAR或TEXT类型列上才能创建全文索引。
CREATE FULLTEXT INDEX 索引名 ON 表名 (字段名);
5.2.7空间索引
用于空间数据类型的索引，如MySQL的地理数据类型GEOMETRY。这种索引类型主要用于空间数据查询，只有MyISAM存储引擎支持空间索引。
CREATE SPATIAL INDEX sp_idx_location ON parks (location);
//parks表的location列是一个地理数据类型，创建了一个空间索引，用于地理位置查询。
5.2.8前缀索引
对于文本类的长字段，可以创建前缀索引来提高索引效率，只索引字段的前面一部分字符。
create index 索引名 on 表名（字段名（前面几个字符））
如：create index inx_name on student(name(20)) 创建了一个前缀索引，只索引名字的前20个字符。
删除索引
方式一： DROP INDEX index_name ON table_name;
方式二： ALTER TABLE table_name DROP INDEX index_name;
3.索引的使用
索引是应用在 SQL 查询语句的条件(一般作为 WHERE 子句的条件)。
六 使用规则
最左前缀法则
如果索引关联了多列（联合索引），要遵守最左前缀法则，最左前缀法则指的是查询从索引的最左列开始，并且不跳过索引中的列。
如果跳跃某一列，索引将部分失效（后面的字段索引失效）。
联合索引中，出现范围查询（<, >），范围查询右侧的列索引失效。可以用>=或者<=来规避索引失效问题。
索引失效情况
- 在索引列上进行运算操作，索引将失效。如：
explain select * from tb_user where substring(phone, 10, 2) = '15'; - 字符串类型字段使用时，不加引号，索引将失效。如：
explain select * from tb_user where phone = 17799990015;，此处phone的值没有加引号 - 模糊查询中，如果仅仅是尾部模糊匹配，索引不会是失效；如果是头部模糊匹配，索引失效。如：
explain select * from tb_user where profession like '%工程';，前后都有 % 也会失效。 - 用 or 分割开的条件，如果 or 其中一个条件的列没有索引，那么涉及的索引都不会被用到。
- 如果 MySQL 评估使用索引比全表更慢，则不使用索引。