加速PHP動態網站 MySQL索引分析和優化

一、什麼是索引？

索引用來快速地尋找那些具有特定值的記錄，所有MySQL索引都以B-樹的形式保存。如果沒有索引，執行查詢時MySQL必須從第一個記錄開始掃描整個表的所有記錄，直至找到符合要求的記錄。表裏面的記錄數量越多，這個操作的代價就越高。如果作爲搜索條件的列上已經創建了索引，MySQL無需掃描任何記錄即可迅速得到目標記錄所在的位置。如果表有50000個記錄，通過索引查找記錄至少要比順序掃描記錄快500倍。 Www@Chinaz@com

假設我們創建了一個名爲vtiger的表：

CREATE TABLE vtiger( vtigerid SMALLINT NOT NULL,
N'M/g6wH `J9LA`0name CHAR(50) NOT NULL );

 

然後，我們完全隨機把1000個不同name值插入到vtiger表。在數據文件中name列沒有任何明確的次序。如果我們創建了name列的索引，MySQL將在索引中排序name列,對於索引中的每一項，MySQL在內部爲它保存一個數據文件中實際記錄所在位置的“指針”。因此，如果我們要查找name等於“Mike”記錄的vtigerid（SQL命令爲“SELECT vtigerid FROM vtiger WHERE name='Mike';”），MySQL能夠在name的索引中查找“Mike”值，然後直接轉到數據文件中相應的行，準確地返回該行的vtigerid（999）。在這個過程中，MySQL只需處理一個行就可以返回結果。如果沒有“name”列的索引，MySQL要掃描數據文件中的所有記錄，即1000個記錄！顯然，需要MySQL處理的記錄數量越少，則它完成任務的速度就越快。

 

二、索引的類型

MySQL提供多種索引類型供選擇：

普通索引：

這是最基本的索引類型，而且它沒有唯一性之類的限制。普通索引可以通過以下幾種方式創建：

創建索引，例如CREATE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表)；  

修改表，例如ALTER TABLE tablename ADD INDEX [索引的名字] (列的列表)；

創建表的時候指定索引，例如CREATE TABLE tablename ( [...], INDEX [索引的名字] (列的列表) )；  

唯一性索引：

 

這種索引和前面的“普通索引”基本相同，但有一個區別：索引列的所有值都只能出現一次，即必須唯一。唯一性索引可以用以下幾種方式創建：

創建索引，例如CREATE UNIQUE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表)；

修改表，例如ALTER TABLE tablename ADD UNIQUE [索引的名字] (列的列表)；

創建表的時候指定索引，例如CREATE TABLE tablename ( [...], UNIQUE [索引的名字] (列的列表) )；

主鍵：

主鍵是一種唯一性索引，但它必須指定爲“PRIMARY KEY”。如果你曾經用過AUTO_INCREMENT類型的列，你可能已經熟悉主鍵之類的概念了。主鍵一般在創建表的時候指定，例如“CREATE TABLE tablename ( [...], PRIMARY KEY (列的列表) ); ”。但是，我們也可以通過修改表的方式加入主鍵，例如“ALTER TABLE tablename ADD PRIMARY KEY (列的列表); ”。每個表只能有一個主鍵。  

 

MySQL從3.23.23版開始支持全文索引和全文檢索。在MySQL中，全文索引的索引類型爲FULLTEXT。全文索引可以在VARCHAR或者TEXT類型的列上創建。它可以通過CREATE TABLE命令創建，也可以通過ALTER TABLE或CREATE INDEX命令創建。對於大規模的數據集，通過ALTER TABLE（或者CREATE INDEX）命令創建全文索引要比把記錄插入帶有全文索引的空表更快。本文下面的討論不再涉及全文索引，要了解更多信息，請參見MySQL documentation。

三、單列索引與多列索引

 

索引可以是單列索引，也可以是多列索引。下面我們通過具體的例子來說明這兩種索引的區別。假設有這樣一個vtiger表：

 

以下爲引用的內容：
e ncq p9d#v0CREATE TABLE vtiger ( vtigerid
$n2g /*p TrJ+iZ0SMALLINT NOT NULL AUTO_INCREMENT,PHPChina 開源社區門戶tIMd{KE/wI
firstname CHAR(50) NOT NULL, lastname CHAR(50) NOT NULL, PHPChina 開源社區門戶a0vH@'AfP0V
age SMALLINT NOT NULL,
W1I7MxD-]#l{0townid SMALLINT NOT NULL, PRIMARY KEY (peopleid) );Chinaz~com

下面是我們插入到這個vtiger表的數據：  

這個數據片段中有四個名字爲“Mikes”的人（其中兩個姓Sullivans，兩個姓McConnells），有兩個年齡爲17歲的人，還有一個名字與衆不同的Joe Smith。

這個表的主要用途是根據指定的用戶姓、名以及年齡返回相應的vtigerid。例如，我們可能需要查找姓名爲Mike Sullivan、年齡17歲用戶的vtigerid（SQL命令爲SELECT vtigerid FROM vtiger WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan' AND age=17；）。由於我們不想讓MySQL每次執行查詢就去掃描整個表，這裏需要考慮運用索引。

首先，我們可以考慮在單個列上創建索引，比如firstname、lastname或者age列。如果我們創建firstname列的索引（ALTER TABLE vtiger ADD INDEX firstname (firstname)；），MySQL將通過這個索引迅速把搜索範圍限制到那些firstname='Mike'的記錄，然後再在這個“中間結果集”上進行其他條件的搜索：它首先排除那些lastname不等於“Sullivan”的記錄，然後排除那些age不等於17的記錄。當記錄滿足所有搜索條件之後，MySQL就返回最終的搜索結果。

由於建立了firstname列的索引，與執行表的完全掃描相比，MySQL的效率提高了很多，但我們要求MySQL掃描的記錄數量仍舊遠遠超過了實際所需要的。雖然我們可以刪除firstname列上的索引，再創建lastname或者age列的索引，但總地看來，不論在哪個列上創建索引搜索效率仍舊相似。

爲了提高搜索效率，我們需要考慮運用多列索引。如果爲firstname、lastname和age這三個列創建一個多列索引，MySQL只需一次檢索就能夠找出正確的結果！下面是創建這個多列索引的SQL命令：  

ALTER TABLE vtiger ADD INDEX fname_lname_age (firstname,lastname,age)；
_$f,~-ocep)e X6sD0由於索引文件以B-樹格式保存，MySQL能夠立即轉到合適的firstname，然後再轉到合適的lastname，最後轉到合適的age。在沒有掃描數據文件任何一個記錄的情況下，MySQL就正確地找出了搜索的目標記錄！  

那麼，如果在firstname、lastname、age這三個列上分別創建單列索引，效果是否和創建一個firstname、lastname、age的多列索引一樣呢？答案是否定的，兩者完全不同。當我們執行查詢的時候，MySQL只能使用一個索引。如果你有三個單列的索引，MySQL會試圖選擇一個限制最嚴格的索引。但是，即使是限制最嚴格的單列索引，它的限制能力也肯定遠遠低於firstname、lastname、age這三個列上的多列索引。

四、最左前綴

多列索引還有另外一個優點，它通過稱爲最左前綴（Leftmost Prefixing）的概念體現出來。繼續考慮前面的例子，現在我們有一個firstname、lastname、age列上的多列索引，我們稱這個索引爲fname_lname_age。當搜索條件是以下各種列的組合時，MySQL將使用fname_lname_age索引： Chinaz.com

以下爲引用的內容：PHPChina 開源社區門戶 Pa2aH?z0~M
firstname，lastname，age
^ P(j1{C^8c0firstname，lastnamePHPChina 開源社區門戶_O8_,X)b
firstname

從另一方面理解，它相當於我們創建了(firstname，lastname，age)、(firstname，lastname)以及(firstname)這些列組合上的索引。下面這些查詢都能夠使用這個fname_lname_age索引：  

以下爲引用的內容：PHPChina 開源社區門戶j-U;kjz9f
SELECT vtigerid FROM vtiger
*AC&SY#V}oh6k0WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan' AND age='17';
8y$f h7E7CZ*m-fz0SELECT vtigerid FROM vtiger WHERE firstname='Mike' AND lastname='Sullivan';
yED2s'o nn7M0SELECT vtigerid FROM vtiger WHERE firstname='Mike'; PHPChina 開源社區門戶%qO"?!C1^JS
The following queries cannot use the index at all:
H B~[ H$Q0l-/6U0SELECT vtigerid FROM vtiger WHERE lastname='Sullivan';
J2w.A&X ~J|H0SELECT vtigerid FROM vtiger WHERE age='17';
-faFR%DbH0SELECT vtigerid FROM vtiger WHERE lastname='Sullivan' AND age='17';

 

五、選擇索引列

在性能優化過程中，選擇在哪些列上創建索引是最重要的步驟之一。可以考慮使用索引的主要有兩種類型的列：在WHERE子句中出現的列，在join子句中出現的列。請看下面這個查詢：

SELECT age ## 不使用索引  

FROM vtiger WHERE firstname='Mike' ## 考慮使用索引

 

AND lastname='Sullivan' ## 考慮使用索引

這個查詢與前面的查詢略有不同，但仍屬於簡單查詢。由於age是在SELECT部分被引用，MySQL不會用它來限制列選擇操作。因此，對於這個查詢來說，創建age列的索引沒有什麼必要。下面是一個更復雜的例子：

 

SELECT people.age, ##不使用索引

town.name ##不使用索引

 

FROM vtigerLEFT JOIN town ON

vtiger.townid=town.townid ##考慮使用索引

WHERE firstname='Mike' ##考慮使用索引 

AND lastname='Sullivan' ##考慮使用索引

與前面的例子一樣，由於firstname和lastname出現在WHERE子句中，因此這兩個列仍舊有創建索引的必要。除此之外，由於town表的townid列出現在join子句中，因此我們需要考慮創建該列的索引。那麼，我們是否可以簡單地認爲應該索引WHERE子句和join子句中出現的每一個列呢？差不多如此，但並不完全。我們還必須考慮到對列進行比較的操作符類型。MySQL只有對以下操作符才使用索引：<，<=，=，>，>=，BETWEEN，IN，以及某些時候的LIKE。可以在LIKE操作中使用索引的情形是指另一個操作數不是以通配符（%或者_）開頭的情形。例如，“SELECT vtigerid FROM vtiger WHERE firstname LIKE 'Mich%';”這個查詢將使用索引，但“SELECT vtigerid FROM vtiger WHERE firstname LIKE '%ike';”這個查詢不會使用索引。