索引:
索引是一种特殊的数据库结构,可以用来快速查询数据库表中的特定记录。索引是提高数据库性能的重要方式。MySQL中,所有的数据类型都可以被索引。MySQL的索引包括普通索引、唯一性索引、全文索引、单列索引、多列索引和空间索引等
第7章 索引
索引是一种特殊的数据库结构,可以用来快速查询数据库表中的特定记录。索引是提高数据库性能的重要方式。MySQL中,所有的数据类型都可以被索引。MySQL的索引包括普通索引、唯一性索引、全文索引、单列索引、多列索引和空间索引等。本章主要讲解的内容包括以下几个方面:
索引的含义和特点;
索引的分类;
如何设计索引;
如何创建索引;
如何删除索引。
通过本章的学习,读者可以了解索引的含义、作用,以及索引不同类别。还可以了解用不同的方法创建索引。同时,读者可以了解删除索引的方法。
7.1 索引简介
索引由数据库表中一列或多列组合而成,其作用是提高对表中数据的查询速度。本节将详细讲解索引的含义、作用、分类和设计索引的原则。
7.1.1 索引的含义和特点
索引是创建在表上的,是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构。索引可以提高查询的速度。本小节将详细讲解索引的含义、作用和优缺点。
通过索引,查询数据时可以不必读完记录的所有信息,而只是查询索引列。否则,数据库系统将读取每条记录的所有信息进行匹配。例如,索引相当于新华字典的音序表。如果要查"库"字,如果不使用音序,需要从字典的400页中逐页来。但是,如果提取拼音出来,构成音序表,就只需要从10多页的音序表中直接查。这样就可以大大节省时间。因此,使用索引可以很大程度上提高数据库的查询速度。这样有效的提高了数据库系统的性能。
不同的存储引擎定义了每个表的最大索引数和最大索引长度。所有存储引擎对每个表至少支持16个索引,
总索引长度至少为256字节。有些存储引擎支持更多的索引数和更大的索引长度。索引有两种存储类型,包括B型树(BTREE)索引和哈希(HASH)索引。InnoDB和MyISAM存储引擎支持BTREE索引,MEMORY存储引擎支持HASH索引和BTREE索引,默认为前者。
索引有其明显的优势,也有其不可避免的缺点。
索引的优点是可以提高检索数据的速度,这是创建索引的最主要的原因;对于有依赖关系的子表和父表之间的联合查询时,可以提高查询速度;使用分组和排序子句进行数据查询时,同样可以显著节省查询中分组和排序的时间。
索引的缺点是创建和维护索引需要耗费时间,耗费时间的数量随着数据量的增加而增加;索引
需要占用物理空间,每一个索引要占一定的物理空间;增加、删除和修改数据时,要动态的维护索引,造成数据的维护速度降低了 。
因此,选择使用索引时,需要综合考虑索引的优点和缺点。
技巧:索引可以提高查询的速度,但是会影响插入记录的速度。因为,向有索引的表中插入记录时,数据库系统会按照索引进行排序。这样就降低了插入记录的速度,插入大量记录时的速度影响更加明显。这种情况下,最好的办法是先删除表中的索引,然后插入数据。插入完成后,再创建索引。
7.1.2 索引的分类
MySQL的索引包括普通索引、唯一性索引、全文索引、单列索引、多列索引和空间索引等。本小节将详细讲解这几种索引的含义和特点。
1.普通索引
在创建普通索引时,不附加任何限制条件。这类索引可以创建在任何数据类型中,其值是否唯一和非空由字段本身的完整性约束条件决定。建立索引以后,查询时可以通过索引进行查询。例如,在student表的stu_id字段上建立一个普通索引。查询记录时,就可以根据该索引进行查询。
2.唯一性索引
使用UNIQUE参数可以设置索引为唯一性索引。在创建唯一性索引时,限制该索引的值必须是唯一的。例如,在student表的stu_name字段中创建唯一性索引,那么stu_name字段的值就必需是唯一的。通过唯一性索引,可以更快速地确定某条记录。主键就是一种特殊唯一性索引。
3.全文索引
使用FULLTEXT参数可以设置索引为全文索引。全文索引只能创建在CHAR、VARCHAR或TEXT类型的
字段上。查询数据量较大的字符串类型的字段时,使用全文索引可以提高查询速度。例如,student表的information字段是TEXT类型,该字段包含了很多的文字信息。在information字段上建立全文索引后,可以提高查询information字段的速度。MySQL数据库从3.23.23版开始支持全文索引,但只有MyISAM存储引擎支持全文检索。在默认情况下,全文索引的搜索执行方式不区分大小写。但索引的列使用二进制排序后,可以执行区分大小写的全文索引。
4.单列索引
在表中的单个字段上创建索引。单列索引只根据该字段进行索引。单列索引可以是普通索引,也可以是唯一性索引,还可以是全文索引。只要保证该索引只对应一个字段 即可。
5.多列索引
多列索引是在表的多个字段上创建一个索引。该索引指向创建时对应的多个字段,可以通过这几个字段进行查询。但是,只有查询条件中使用了这些字段中第一个字段时,索引才会被使用。例如,在表中的id、name和sex字段上建立一个多列索引,那么,只有查询条件使用了id字段时该索引才会被使用。
6.空间索引
使用SPATIAL参数可以设置索引为空间索引。空间索引只能建立在空间数据类型上,这样可以提高系统
获取空间数据的效率。MySQL中的空间数据类型包括GEOMETRY和POINT、LINESTRING和POLYGON等。目前只有MyISAM存储引擎支持空间检索,而且索引的字段不能为空值。对于初学者来说,这类索引很少会用到。
7.1.3 索引的设计原则
为了使索引的使用效率更高,在创建索引时,必须考虑在哪些字段上创建索引和创建什么类型的索引。本小节将向读者介绍一些索引的设计原则。
1.选择唯一性索引
唯一性索引的值是唯一的,可以更快速的通过该索引来确定某条记录。例如,学生表中学号是具有唯一性的字段。为该字段建立唯一性索引可以很快的确定某个学生的信息。如果使用姓名的话,可能存在同名现象,从而降低查询速度。
查看mysql索引2.为经常需要排序、分组和联合操作的字段建立索引
经常需要ORDER BY、GROUP BY、DISTINCT和UNION等操作的字段,排序操作会浪费很多时间。如果为其建立索引,可以有效地避免排序操作。
3.为常作为查询条件的字段建立索引
如果某个字段经常用来做查询条件,那么该字段的查询速度会影响整个表的查询速度。因此,为这样的字段建立索引,可以提高整个表的查询速度。
4.限制索引的数目
索引的数目不是越多越好。每个索引都需要占用磁盘空间,索引越多,需要的磁盘空间就越大。修改表时,对索引的重构和更新很麻烦。越多的索引,会使更新表变得很浪费时间。
5.尽量使用数据量少的索引
如果索引的值很长,那么查询的速度会受到影响。例如,对一个CHAR(100)类型的字段进行全文检索需要的时间肯定要比对CHAR(10)类型的字段需要的时间要多。
6.尽量使用前缀来索引
如果索引字段的值很长,最好使用值的前缀来索引。例如,TEXT和BLOG类型的字段,进行全文检索会很浪费时间。如果只检索字段的前面的若干个字符,这样可以提高检索速度。
7.删除不再使用或者很少使用的索引
表中的数据被大量更新,或者数据的使用方式被改变后,原有的一些索引可能不再需要。数据库管理员应当定期出这些索引,将它们删除,从而减少索引对更新操作的影响。
注意:选择索引的最终目的是为了使查询的速度变快。上面给出的原则是最基本的准则,但不能拘泥于上面的准则。读者要在以后的学习和工作中进行不断的实践。根据应用的实际情况进行分析和判断,选择最合适的索引方式。
7.2 创建索引
创建索引是指在某个表的一列或多列上建立一个索引,以便提高对表的访问速度。创建索引有3种方式,这3种方式分别是创建表的时候创
建索引、在已经存在的表上创建索引和使用ALTER TABLE语句来创建索引。本节将详细讲解这3种创建索引的方法。
7.2.1 创建表的时候创建索引(1)
创建表时可以直接创建索引,这种方式最简单、方便。其基本形式如下:
1 CREATE TABLE 表名 ( 属性名 数据类型 [完整性约束条件],
2 属性名 数据类型 [完整性约束条件],
3 ......
4 属性名 数据类型
5 [ UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL ] INDEX | KEY
6 [ 别名 ] ( 属性名1 [(长度)] [ ASC | DESC] )
7 );
其中,UNIQUE是可选参数,表示索引为唯一性索引;FULLTEXT是可选参数,表示索引为全文索引;SPATIAL也是可选参数,表示索引为空间索引;INDEX和KEY参数用来指定字段为索引的,两者选择其中之一就可以了,作用是一样的;"别名"是可选参数,用来给创建的索引取的新名称;"属性1"参数指定索引对应的字段的名称,该字段必须为前面定义好的字段;"长度"是可选参数,其指索引的长度,必须是字符串类型才可以使用;"ASC"和"DESC"都是可选参数,"ASC"参数表示升序排列,"DESC"参数表示降序排列。
1.创建普通索引
创建一个普通索引时,不需要加任何UNIQUE、FULLTEXT或者SPATIAL参数。
【示例7-1】 下面创建一个表名为index1的表,在表中的id字段上建立索引。SQL代码如下:
8 CREATE TABLE index1 (id INT ,
9 name VARCHAR(20) ,
10 sex BOOLEAN ,
11 INDEX ( id)
12 );
运行结果显示创建成功,使用SHOW CREATE TABLE语句查看表的结构。显示如下:
13 mysql> SHOW CREATE TABLE index1 \G
14 *************************** 1. row ***************************
15 Table: index1
16 Create Table: CREATE TABLE `index1` (
17 `id` int(11) DEFAULT NULL,
18 `name` varchar(20) DEFAULT NULL,
19 `sex` tinyint(1) DEFAULT NULL,
20 KEY `index1_id` (`id`)
21 ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
22 1 row in set (0.00 sec)
结果可以看到,id字段上已经建立了一个名为index1_id的索引。使用EXPLAIN语句可以查看索引是否被使用,SQL代码如下:
23 mysql> EXPLAIN SELECT * FROM index1 where id=1 \G
24 *************************** 1. row ***************************
25 id: 1
26 select_type: SIMPLE
27 table: index1
28 type: ref
29 possible_keys: index1_id
30 key: index1_id
31 key_len: 5
32 ref: const
33 rows: 1
34 Extra:
35 1 row in set (0.00 sec)
上面结果显示,possible_keys和key处的值都为index1_id。说明index1_id索引已经存在,而且已经开始起作用。
2.创建唯一性索引
创建唯一性索引时,需要使用UNIQUE参数进行约束。
【示例7-2】 下面创建一个表名为index2的表,在表中的id字段上建立名为index2_id的唯一性索引,且以
升序的形式排列。SQL代码如下:
36 CREATE TABLE index2 (id INT UNIQUE ,
37 name VARCHAR(20) ,
38 UNIQUE INDEX index2_id ( id ASC)
39 );
运行结果显示创建成功,使用SHOW CREATE TABLE语句查看表的结构。显示如下:
40 mysql> SHOW CREATE TABLE index2 \G
41 *************************** 1. row ***************************
42 Table: index2
43 Create Table: CREATE TABLE `index2` (
44 `id` int(11) DEFAULT NULL,
45 `name` varchar(20) DEFAULT NULL,
46 UNIQUE KEY `id` (`id`),
47 UNIQUE KEY `index2_id` (`id`)
48 ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
49 1 row in set (0.00 sec)
结果可以看到,id字段上已经建立了一个名为index2_id的唯一性索引。这里的id字段可以没有进行唯一性约束,也可以在该字段上成功创建唯一性索引。但是,这样可能达不到提高查询速度的目的。
3.创建全文索引
全文索引只能创建在CHAR、VARCHAR或TEXT类型的字段上。而且,现在只有MyISAM存储引擎支持全文索引。
【示例7-3】 下面创建一个表名为index3的表,在表中的info字段上建立名为index3_ info的全文索引。SQL代码如下:
1 CREATE TABLE index3 (id INT ,
2 info VARCHAR(20) ,
3 FULLTEXT INDEX index3_info ( info )
4 )ENGINE=MyISAM;
运行结果显示创建成功,使用SHOW CREATE TABLE语句查看表的结构。显示如下:
5 mysql> SHOW CREATE TABLE index3 \G
6 *************************** 1. row ***************************
7 Table: index3
8 Create Table: CREATE TABLE `index3` (
9 `id` int(11) DEFAULT NULL,
10 `info` varchar(20) DEFAULT NULL,
11 FULLTEXT KEY `index3_info` (`info`)
12 ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8
13 1 row in set (0.00 sec)
结果可以看到,info字段上已经建立了一个名为index3_info的全文索引。如果表的存储引擎不是MyISAM存储引擎,系统会提示"ERROR 1214 (HY000): The used table type doesn't support FULLTEXT indexes"。
注意:目前只有MyISAM存储引擎支持全文索引,InnoDB存储引擎还不支持全文索引。因此,在创建全文索引时一定注意表的存储引擎的类型。对于经常需要索引的字符串、文字数据等信息,可以考虑存储到MyISAM存储引擎的表中。
4.创建单列索引
单列索引是在表的单个字段上创建索引。
【示例7-4】 下面创建一个表名为index4的表,在表中的subject字段上建立名为index4_st的单列索引。SQL代码如下:
14 CREATE TABLE index4 (id INT ,
15 subject VARCHAR(30) ,
16 INDEX index4_st ( subject(10) )
17 );
运行结果显示创建成功,使用SHOW CREATE TABLE语句查看表的结构。显示如下:
18 mysql> SHOW CREATE TABLE index4 \G
19 *************************** 1. row ***************************
20 Table: index4
21 Create Table: CREATE TABLE `index4` (
22 `id` int(11) DEFAU
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