SQL 如何建立索引來加快數據庫的查詢

1. 什麼是索引

索引是一個單獨存儲在磁盤上的數據庫結構，它們包含着對數據表裏所有記錄的引用指針

在數據庫中，索引用來加速對錶的查詢，索引技術通過使用快速路徑訪問的方法快速定位數據，減少了磁盤的I/O

可以把索引比作書的目錄，每一張表都要有索引，就像每一本書都應該有目錄一樣。有了索引，數據庫的檢索速度可以大大提高

2. 索引的特點

索引是作用於表查詢的一項技術，因此創建索引時，需要確保該索引是應用在SQL查詢語句的條件，一般作爲where子句的條件。

在表現形式上，索引表現爲一張表，該表保存了主鍵與索引字段，並指向實體表的記錄。索引獨立於數據表存放，但不能獨立存在，必須屬於某個表。索引由數據庫自動維護，數據表被刪除時，該表上的索引自動被刪除。

不過需要注意的是，雖然索引極大地提高了查詢速度，同時卻會降低更新表的速度，如對錶進行insert、update和delete的速度會被降低。 因爲更新表時，數據庫不僅需要更新表數據，還要更新索
引文件，此外由於索引是獨立於表存在的“表”，因此建立索引會佔用一定的磁盤空間。

3. 索引的分類

1. 普通索引
   最基本的索引，它沒有任何限制，用於加速查詢
2. 唯一索引(unique)
   索引列的值必須唯一，但允許有空值。如果是組合索列值的組合必須唯一
3. 主鍵索引(primary key)
   是一種特殊的唯 一索引，一個表只能有一個主鍵，不允許有空值，主鍵索引一般是在表建立的同時自動創建
4. 單列索引
   指單個字段上創建索引
5. 組合索引
   指條個字段上創建的索引，只有在查詢條件中使用了創建索引時的第一個字段，索引纔會被使用。使用組合索引時遵循最左前綴集合的規則
6. 全文索引(fulltext)
   該索引不直接與索引中的值相比較，而是查找文本中的關鍵字
7. 空間索引(spatial)
   MySQL 5.7.4實驗室版本中，InnoDB存儲引擎新增了對於幾何數據空間索引的支持

4. 索引的設計原則

設計索引應遵循如下原則：

1. 只建立適量的索引。 索引並非越多越好，過多的索引會降低表的修改速度以及佔用額外的存儲空間。
2. 只在需要大量查詢的表中建立大量索引。 應該避免對經常更新的表進行過多的索引，並且索引中的列要儘可能少。
3. 不在數據量小的表建立索引。 數據量小的表沒有必要使用索引
4. 不在不同值少的列上建立索引。 如果表的某一列中大部分數據都是重複的，則沒有必要建立索引
5. 指定唯一索引。 當表的某一列數據被指定爲unique是，可以建立唯一索引
6. 在頻繁操作的列上建立索引。 若想要建立索引，則應選擇頻繁排序(order by)或分組(group by)的列建立索引

5. 創建索引

5.1. 自動創建索引

當在表上定義primary key或者unique約束條件時，數據庫會自動創建一個對應的索引，也就是創建主鍵索引和唯一索引。

5.2. 手動創建索引

5.2.1. 創建表時創建索引

在建表的同時創建索引的語法爲：

create table [表名](
	[屬性名1] [數據類型1] [約束1],
	...
	[屬性名n] [數據類型n] [約束n],

	[unique | fulltext | spatial] index|key [索引名](
		[屬性名1] [(長度)] [asc | desc],
		...
		[屬性名n] [(長度)] [asc | desc]
	)
);

例如
建立普通索引

create table normal_table(
	id int(20) primary key,
	username varchar(20),
	email varchar(20),
	-- 在id列建立普通索引
	index normal_index(id)
);

建立唯一索引

create table unique_table(
	id int(20) primary key,
	username varchar(20),
	email varchar(20),
	-- 在email列建立唯一索引，並升序排列
	unique index uniquel_index(email asc)
);

建立全文索引

create table fulltext_table(
	id int(20) primary key,
	username varchar(20),
	email varchar(20),
	-- 在username列建立全文索引
	fulltext index fulltext_index(username)
);

建立單列索引

create table single_table(
	id int(20) primary key,
	username varchar(20),
	email varchar(20),
	-- 在username列建立索引，索引長度爲9
	index single_index(username(9))
);

建立多列索引

create table multi_table(
	id int(20) primary key,
	username varchar(20),
	email varchar(20),
	-- 在username列和email列建立索引，索引長度分別爲9和10
	index multi_index(
		username(9),
		email(10)
	)
);

5.2.2. 在已經存在的表上創建索引

5.2.2.1. alter語句創建索引

語法：

alter table [表名] add [unique|fulltext|spatial] [index|key] [索引名](
		[屬性名1] [(長度)] [asc | desc],
		...
		[屬性名n] [(長度)] [asc | desc]
	);

例如：
建立普通索引

-- 在normal_table表的id列建立名爲normal_index的普通索引
alter table normal_table add index normal_index(id);

建立唯一索引

-- 在unique_table表的username列建立名爲unique_index的唯一索引
alter table unique_table add unique index unique_index(username);

建立多列索引

-- 在multi_table表的username和email列建立名爲multi_index的多列索引
alter table multi_table add index multi_index(username, email);

其他類型的索引同理

5.2.2.2. create語句創建索引

語法：

create unique [unique|fulltext|spatial] index [索引名] ON [表名](
		[屬性名1] [(長度)] [asc | desc],
		...
		[屬性名n] [(長度)] [asc | desc]
	);

例如
建立普通索引

-- 在normal_table表的id列建立名爲normal_index的普通索引
create index normal_index on normal_table(id); 

建立唯一索引

-- 在unique_table表的username列建立名爲unique_index的唯一索引
create unique index unique_index on unique_table(username); 

建立多列索引

-- 在multi_table表的username和email列建立名爲multi_index的多列索引
create index multi_table on multi_table(username, email); 

其他類型的索引同理

6. 查看索引

6.1. explain關鍵字查看索引

explain關鍵字用於查看和分析SQL索引使用情況
語法：

explain select * from [表名];

使用裏explain語句後，會返回一張表：

id	select_type	table	partitions	type	possible_keys	key	key_len	ref	rows	filtered	Extra

其中對錶中字段的說明可以參考這篇博客：mysql中explain查看sql語句索引使用情況

例如：

-- 查看multi_table表中的所有使用情況
explain select * from multi_table;

結果爲：

id	select_type	table	partitions	type	possible_keys	key	key_len	ref	rows	filtered	Extra
1	SIMPLE	multi_table		index		multi_table2	166		1	100.00	Using index

6.2. show index關鍵字查看索引

show index關鍵字用於查看某一表中的所有索引
語法：

show index from [表名];

使用裏show index語句後，會返回一張表：

Table	Non_unique	Key_name	Seq_in_index	Column_name	Collation	Cardinality	Sub_part	Packed	Null	Index_type	Comment	Index_comment	Visible	Expression

其中對錶中字段的說明可以參考這篇博客：MySQL SHOW INDEX 的語法解析

例如：

-- 查看multi_table表中的全部索引
show index from multi_table;

結果爲：

Table	Non_unique	Key_name	Seq_in_index	Column_name	Collation	Cardinality	Sub_part	Packed	Null	Index_type	Comment	Index_comment	Visible	Expression
multi_table	0	PRIMARY	1	id	A	0				BTREE			YES
multi_table	1	multi_index	1	username	A	0	9		YES	BTREE			YES
multi_table	1	multi_index	2	email	A	0	10		YES	BTREE			YES
multi_table	1	multi_table2	1	username	A	0			YES	BTREE			YES
multi_table	1	multi_table2	2	email	A	0			YES	BTREE			YES

7. 刪除索引

7.1. alter關鍵字刪除索引

語法：

alter table [表名] drop index [索引名];

例如

-- 從multi_table表中刪除multi_index索引
alter table multi_table drop index multi_index;

7.2. drop關鍵字刪除索引

語法：

drop index [索引名] on [表名];

例如

-- 從multi_table表中刪除multi_index索引
drop index multi_index on multi_table;