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MySQL查询优化技术系列讲座之使用索引

  MySQL有几种使用索引的方式:
  
  · 如上所述,索引被用于提高WHERE条件的数据行匹配或者执行联结操作时匹配其它表的数据行的搜索速度。
  
  · 对于使用了MIN()或MAX()函数的查询,索引数据列中最小或最大值可以很快地找到,不用检查每个数据行。
  
  · MySQL利用索引来快速地执行ORDER BY和GROUP BY语句的排序和分组操作。
  
  · 有时候MySQL会利用索引来读取查询得到的所有信息。假设你选择了MyISAM表中的被索引的数值列,那么就不需要从该数据表中选择其它的数据列。在这种情况下,MySQL从索引文件中读取索引值,它所得到的值与读取数据文件得到的值是相同的。没有必要两次读取相同的值,因此没有必要考虑数据文件。
  
  索引的代价
  
  一般来说,如果MySQL能够找到方法,利用索引来更快地处理查询,它就会这样做。这意味着,对于大多数情况,如果你没有对表进行索引,就会使性能受到损害。这就是我所描绘的索引优点的美景。但是它有缺点吗?有的,它在时间和空间上都有开销。在实践中,索引的优点的价值一般会超过这些缺点,但是你也应该知道到底有一些什么缺点。
  
  首先,索引加快了检索的速度,但是减慢了插入和删除的速度,同时还减慢了更新被索引的数据列中的值的速度。也就是说,索引减慢了大多数涉及写操作的速度。发生这种现象的原因在于写入一条记录的时候不但需要写入数据行,还需要改变所有的索引。数据表带有的索引越多,需要做出的修改就越多,平均性能的降低程度也就越大。在本文的"高效率载入数据"部分中,我们将更细致地了解这些现象并找出处理方法。
  
  其次,索引会花费磁盘空间,多个索引相应地花费更多的磁盘空间。这可能导致更快地到达数据表的大小限制:
  
  · 对于MyISAM表,频繁地索引可能引起索引文件比数据文件更快地达到最大限制。
  
  · 对于BDB表,它把数据和索引值一起存储在同一个文件中,添加索引引起这种表更快地达到最大文件限制。
  
  · 在InnoDB的共享表空间中分配的所有表都竞争使用相同的公共空间池,因此添加索引会更快地耗尽表空间中的存储。但是,与MyISAM和BDB表使用的文件不同,InnoDB共享表空间并不受操作系统的文件大小限制,因为我们可以把它配置成使用多个文件。只要有额外的磁盘空间,你就可以通过添加新组件来扩展表空间。
  
  使用单独表空间的InnoDB表与BDB表受到的约束是一样的,因为它的数据和索引值都存储在单个文件中。
  
  这些要素的实际含义是:如果你不需要使用特殊的索引帮助查询执行得更快,就不要建立索引。
  
  选择索引
  
  假设你已经知道了建立索引的语法,但是语法不会告诉你数据表应该如何索引。这要求我们考虑数据表的使用方式。这一部分指导你如何识别出用于索引的备选数据列,以及如何最好地建立索引:
  
  用于搜索、排序和分组的索引数据列并不仅仅是用于输出显示的。换句话说,用于索引的最好的备选数据列是那些出现在WHERE子句、join子句、ORDER BY或GROUP BY子句中的列。仅仅出现在SELECT关键字后面的输出数据列列表中的数据列不是很好的备选列:
  
  SELECT
  col_a <- 不是备选列
  FROM
  tbl1 LEFT JOIN tbl2
  ON tbl1.col_b = tbl2.col_c <- 备选列
  WHERE
  col_d = expr; <- 备选列
  
  当然,显示的数据列与WHERE子句中使用的数据列也可能相同。我们的观点是输出列表中的数据列本质上不是用于索引的很好的备选列。
  
  Join子句或WHERE子句中类似col1 = col2形式的表达式中的数据列都是特别好的索引备选列。前面显示的查询中的col_b和col_c就是这样的例子。如果MySQL能够利用联结列来优化查询,它一定会通过减少整表扫描来大幅度减少潜在的表-行组合。
  
  考虑数据列的基数(cardinality)。基数是数据列所包含的不同值的数量。例如,某个数据列包含值1、3、7、4、7、3,那么它的基数就是4。索引的基数相对于数据表行数较高(也就是说,列中包含很多不同的值,重复的值很少)的时候,它的工作效果优秀。如果某数据列含有很多不同的年龄,索引会很快地分辨数据行。如果某个数据列用于记录性别(只有"M"和"F"两种值),那么索引的用处就不大。如果值出现的几率几乎相等,那么无论搜索哪个值都可能得到一半的数据行。在这些情况下,最好根本不要使用索引,因为查询优化器发现某个值出现在表的数据行中的百分比很高的时候,它一般会忽略索引,进行全表扫描。惯用的百分比界线是"30%"。现在查询优化器更加复杂,把其它一些因素也考虑进去了,因此这个百分比并不是MySQL决定选择使用扫描还是索引的唯一因素。
  
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