MySQL如何建立一個好索引?建立索引的5條建議【宇哥帶你玩轉MySQL 索引篇(三)】

宇的季節發表於2020-04-28

MySQL如何建立一個好索引?建立索引的5條建議

過濾效率高的放前面

對於一個多列索引,它的儲存順序是先按第一列進行比較,然後是第二列,第三列...這樣。查詢時,如果第一列能夠排除的越多,那麼後面列需要判斷的行數就越少,效率越高。

關於如何判斷哪個列的過濾效率更高,可以通過選擇性計算來決定。例如我們要在books表建立一個name列和author列的索引,可以計算這兩列各自的選擇性:

select count(distinct name) / count(*) as name, count(distinct author) / count(*) as author from books;

最後得出結果如下:

Name

author

0.95

0.9

顯然name欄位的選擇性更高,那麼如果把name放第一列,在name條件過濾時就可以排除更多的列,減少接下來 author的過濾。

使用頻率高的放前面

其實該建議比上一個建議優先順序更高

例如一個商品管理頁面,一般都是基於該店家的上架或已下架的商品,再新增其他的查詢條件等等。由於所有的查詢都需要帶有shopid和status條件,此時應該優先將這兩個條件作為基本字首,這樣就可以方便複用索引。

例如一個(shopid, status, createdat)的索引,當查詢條件只有shopid和status時,也可以使用該索引。如果完全根據欄位的過濾效率來決定索引,就需要建立很多不同的索引。

避免排序

索引的值都是有序排列的,在建立索引時還可以顯式指定每個列的排序方式,例如

create index idx_books_author_created_at on books (author, created_at DESC);

此時,如果執行下面的的查詢

select * from books where author = 'author' order by created_at DESC;

由於滿足auhtor的索引的created_at列都是有序排列的,所以不需要再進行額外的排序操作。

 

當結果資料集很大時,應該儘可能的通過索引來避免查詢的額外排序,因為當記憶體排序空間(sort_buffer_size)不夠用時,就需要把一部分內容放到硬碟中,此時會很影響效能。

例如一個分頁查詢每頁顯示100條,按從大到小的順序顯示,當瀏覽到第100頁時,如果查詢是file sort的,資料庫需要使用堆排序先計算出這個表裡面前100 * 100 = 10000條最大的資料,然後取9900 - 10000之間的資料返回給客戶端,在計算的過程中,這個最大堆如果放不下就需要儲存到磁碟中,但是又需要頻繁比較和替換。

減少隨機IO

在之前對硬碟知識瞭解後可以知道,一次隨機讀會有10ms的定址延遲,如果一次查詢涉及達到多次的隨機讀,會很大程度的限制查詢效能。常見的sql查詢造成隨機IO的包括回表和join

例如下面的查詢

select * from books where author = 'author1';

如果author1有100本書,但是這100本書並不是連續錄入的,也就是說這100本書在硬碟中的儲存是分離的。那麼在有二級索引(author, created_at)的情況下,MySQL先通過二級索引找到滿足author1的所有books的id,然後再通過id在聚簇索引中找到具體資料。

在這一過程中,二級索引的儲存可以認為是連續的,那麼二級索引耗時就是10ms + 100 * 0.01 = 11ms,包含一次定址以及接下來的順序讀。而主鍵索引回表造成的隨機IO最差情況是10ms * 100 = 1000ms。那麼一共就需要11ms + 1000ms = 1011ms

通常減少隨機IO的一種方式就使用覆蓋索引。例如上面的查詢中,如果我們只是想要該作者的書名,可以將(author, createdat)擴充套件為(author, createdat,name),然後將sql修改如下

select name from books where author = 'author1';

由於索引中已經有name的資訊,此時就不會再次回表,查詢耗時就變成了10ms + 100 * 0.01 = 11ms

 

值得一提的是mysql5.6新增一個叫做索引條件下推的優化,例如在有索引(author, created_at,name)的情況下,進行下面的查詢:

select name from books where author = 'author1' and name like '%name%' and created_at > '2020-01-01';

根據最左匹配原則,這個查詢只能用到索引的author欄位,如果沒有索引條件下推優化,資料庫需要在二級索引找到滿足author條件的所有列id,然後回表找到剩餘資訊後,再過濾name和created_at條件。

有了索引條件下推,在找到滿足author條件的所有索引後,會再用索引的name欄位進行普通過濾,儘量減少回表的次數,減少隨機IO

避免重複索引

減少隨機IO中的查詢為例,我們最終是把(author, createdat)擴充套件為(author, createdat,name),而不是建立一個新的(author, name)的索引。

在實際應用場景中也有類似的情況,例如建立一個userid的外來鍵索引,然後又建立(userid, xxx)的索引。由於索引儲存的順序性,其實可以將這兩個索引進行合併,如果我們先建立(userid, xxx)的索引,然後再新增userid的外來鍵,mysql會自動使用前面建立索引。

索引是否越多越好呢?

顯然不是,因為索引是對原表的資料冗餘,那麼他就必須要保證資料的一致性。如果原表增加了一條資料,索引也需要增加。如果原表修改了一條資料,那麼對應的索引可能也要修改內容以及排序的位置,這可能會造成頁分裂或頁合併。一個表如果索引過多,那麼維護索引與表的資料一致性也是不小的壓力。通常建議在滿足需求前提下,索引越少越好。

 

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