8. MySQL 索引的创建与涉及原则(详解说明)

8. MySQL 索引的创建与涉及原则(详解说明)

1. 索引的声明与使用

1.1 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。

• 从 功能逻辑 上说，索引主要有 4 种，分别是普通索引、唯一索引、主键索引、全文索引。
• 按照 物理实现方式 ，索引可以分为 2 种：聚簇索引和非聚簇索引。
• 按照 作用字段个数 进行划分，分成单列索引和联合索引。

1. 普通索引
2. 唯一性索引
3. 主键索引
4. 单列索引
5. 多列(组合，联合)索引
6. 全文索引
7. 补充：空间索引

**小结：不同的存储引擎支持的索引类型也不一样 **

• InnoDB ： 支持 B-tree、Full-text 等索引，不支持 Hash 索引；
• MyISAM ： 支持 B-tree、Full-text 等索引，不支持 Hash 索引；
• Memory ： 支持 B-tree、Hash 等 索引，不支持 Full-text 索引；
• NDB ： 支持 Hash 索引，不支持 B-tree、Full-text 等索引；
• Archive ： 不支 持 B-tree、Hash、Full-text 等索引；

1.2 创建索引

1. 创建表的时候创建索引

隐式的方式创建索引：在声明有主键约束，唯一性约束，外键约束的字段上，MySQL会自动添加相关的索引。

CREATE DATABASE dbtest2;

USE dbtest2;

CREATE TABLE dept(
dept_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
dept_name VARCHAR(20)
);

CREATE TABLE emp(
emp_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
emp_name VARCHAR(20) UNIQUE,
dept_id INT,
CONSTRAINT emp_dept_id_fk FOREIGN KEY(dept_id) REFERENCES dept(dept_id)
);

SHOW INDEX FROM emp;

• 在创建表时，显式(创建指定索引)的方式创建

显式创建表时创建索引的话，基本语法格式如下：

CREATE TABLE table_name [col_name data_type]
[UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] [INDEX | KEY] [index_name] (col_name [length]) [ASC | DESC]

• UNIQUE 、 FULLTEXT 和 SPATIAL 为可选参数，分别表示唯一索引、全文索引和空间索引；
• INDEX 与 KEY 为同义词，两者的作用相同，用来指定创建索引；这里防止误解，建议使用INDEX
• index_name 指定索引的名称，为可选参数，如果不指定，那么MySQL默认col_name为索引名；
• col_name 为需要创建索引的字段列，该列必须从数据表中定义的多个列中选择；
• length 为可选参数，表示索引的长度，只有字符串类型的字段才能指定索引长度；
• ASC 或 DESC 指定升序或者降序的索引值存储。

<1. 创建普通索引：

# 1. 创建普通的索引;
CREATE TABLE book(
book_id INT,
book_name VARCHAR(100),
`authors` VARCHAR(100),
info VARCHAR(100),
`comment` VARCHAR(100),
year_publication YEAR,
# 声明普通的索引,使用关键字 INDEX
INDEX idx_bname(book_name)
);

通过命令查看索引

• 方式一：

SHOW CREATE TABLE book;

• 方式二：

SHOW INDEX FROM book;

1. 创建唯一索引 ：声明有唯一索引的字段，在添加数据时，要保证唯一性，但是可以添加为 NULL。

# 创建唯一索引
CREATE TABLE book1(
book_id INT,
book_name VARCHAR(100),
`authors` VARCHAR(100),
info VARCHAR(100),
`comment` VARCHAR(100),
year_prublication YEAR,
# 声明索引
UNIQUE INDEX uk_idx_cmt(`comment`)
);


# 该语句执行完毕之后，使用SHOW CREATE TABLE查看表结构：
SHOW INDEX FROM book1;

2. 主键索引： 通过定义主键约束的方式定义主键索引

# 主键索引:
# 通过定义主键约束的方式定义主键索引
CREATE TABLE book2(
book_id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
book_name VARCHAR(100),
`authors` VARCHAR(100),
info VARCHAR(100),
`comment` VARCHAR(100),
year_prublication YEAR
);

# 通过删除主键约束的方式删除主键索引
ALTER TABLE book2 
DROP PRIMARY KEY;

修改主键索引：必须先删除掉(drop)原索引，再新建(add)索引

3. 创建单列索引

# 创建单列索引
CREATE TABLE book3(
book_id INT,
book_name VARCHAR(100),
`authors` VARCHAR(100),
info VARCHAR(100),
`comment` VARCHAR(100),
year_prublication YEAR,
# 声明索引
UNIQUE INDEX idx_name(book_name)
);

SHOW INDEX FROM book3;

4. 创建联合索引：

# 创建联合索引:
CREATE TABLE book4(
book_id INT,
book_name VARCHAR(100),
`authors` VARCHAR(100),
info VARCHAR(100),
`comment` VARCHAR(100),
year_prublication YEAR,
# 声明索引
INDEX mul_bid_bname_info(book_id,book_name,info)
);

SHOW INDEX FROM book4;

5. 创建全文索引：

创建表test4，在表中的info字段上建立全文索引，SQL语句如下：

# 创建全文索引:
CREATE TABLE test4(
id INT NOT NULL,
NAME CHAR(30) NOT NULL,
age INT NOT NULL,
info VARCHAR(255),
FULLTEXT INDEX futxt_idx_info(info(50)) ) ENGINE=MYISAM;

SHOW INDEX FROM test4;

在MySQL5.7及之后版本中可以不指定最后的ENGINE了，因为在此版本中InnoDB支持全文索引。

创建了一个给title和body字段添加全文索引的表。

CREATE TABLE articles (
id INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
title VARCHAR (200),
body TEXT,
FULLTEXT INDEX (title, body) ) ENGINE = INNODB ;

CREATE TABLE `papers` (
 `id` INT(10) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
`title` VARCHAR(200) DEFAULT NULL,
 `content` TEXT,
 PRIMARY KEY (`id`),
 FULLTEXT KEY `title` (`title`,`content`) ) ENGINE=MYISAM DEFAULT CHARSET=utf8;

不同于like方式的的查询：

SELECT * FROM papers WHERE content LIKE ‘%查询字符串%’;

全文索引用match+against方式查询：

SELECT * FROM papers WHERE MATCH(title,content) AGAINST (‘查询字符串’);

注意点

1. 使用全文索引前，搞清楚版本支持情况；
2. 全文索引比 like + % 快 N 倍，但是可能存在精度问题；
3. 如果需要全文索引的是大量数据，建议先添加数据，再创建索引。

6. 创建空间索引

空间索引创建中，要求空间类型的字段必须为 非空 。
举例：创建表test5，在空间类型为GEOMETRY的字段上创建空间索引，SQL语句如下：

CREATE TABLE test5(
geo GEOMETRY NOT NULL,
SPATIAL INDEX spa_idx_geo(geo) 
) ENGINE=MyISAM;

• 在已经存在的表上创建添加索引

在已经存在的表中创建索引可以使用 ALTER TABLE 语句或者 CREATE INDEX语句。

1. 使用: ALTER TABLE ADD INDEX 添加索引

# 表已经创建添加索引
CREATE TABLE book5(
book_id INT,
book_name VARCHAR(100),
`authors` VARCHAR(100),
info VARCHAR(100),
`comment` VARCHAR(100),
year_prublication YEAR
);

# 方式一:
ALTER TABLE book5 ADD INDEX idx_cmt(`comment`);

SHOW INDEX FROM book5;

# 方式一:
ALTER TABLE book5 ADD INDEX idx_cmt(`comment`);  # 添加普通索引
ALTER TABLE book5 ADD UNIQUE uk_idx_bname(book_name); # 添加唯一索引
ALTER TABLE book5 ADD INDEX mul_bid_bname_info(book_id,book_name,info); # 添加联合索引

SHOW INDEX FROM book5;

• 方式二：使用 CREATE INDEX ... ON ...

CREATE TABLE book6(
book_id INT,
book_name VARCHAR(100),
`authors` VARCHAR(100),
info VARCHAR(100),
`comment` VARCHAR(100),
year_prublication YEAR
);

SHOW INDEX FROM book6;

CREATE INDEX idx_cmt ON book6(`comment`); # 添加普通索引
CREATE UNIQUE INDEX uk_idx_bname ON book6(book_name); # 添加唯一索引
CREATE INDEX mul_bId_bname_info ON book6(book_id,book_name,info); # 添加联合索引

1.3 索引的删除

方式一： 使用 ALTER TABLE 删除索引 ALTER TABLE删除索引的基本语法格式如下：

ALTER TABLE table_name DROP INDEX index_name;

举例：

ALTER TABLE book6 DROP INDEX idx_cmt;

方式二： 使用 DROP INDEX 语句删除索引 DROP INDEX删除索引的基本语法格式如下：

DROP INDEX index_name ON table_name;

DROP INDEX uk_idx_bname ON book6;

提示 删除表中的列时，如果要删除的列为索引的组成部分，则该列也会从索引中删除。如果组成 索引的所有列都被删除，则整个索引将被删除。

2. MySQL8.0索引新特性

2.1 支持降序索引

举例：分别在MySQL 5.7版本和MySQL 8.0版本中创建数据表ts1，结果如下：

CREATE TABLE ts1(a int,b int,index idx_a_b(a,b desc));

在MySQL 5.7版本中查看数据表ts1的结构，结果如下：

从结果可以看出，索引仍然是默认的升序。

在MySQL 8.0版本中查看数据表ts1的结构，结果如下：

从结果可以看出，索引已经是降序了。下面继续测试降序索引在执行计划中的表现。

分别在MySQL 5.7版本和MySQL 8.0版本的数据表ts1中插入800条随机数据，执行语句如下：

DELIMITER //
CREATE PROCEDURE ts_insert()
BEGIN
   DECLARE i INT DEFAULT 1;
   WHILE i < 800
   DO
        INSERT INTO ts1 SELECT RAND()*80000,RAND()*80000; 
        SET i = i + 1;
   END WHILE; 
   COMMIT;
END 
// DELIMITER ; 

调用：

CALL ts_insert();

#调用
CALL ts_insert();


SELECT COUNT(*) FROM ts1;

# 优化测试
EXPLAIN SELECT * FROM ts1 ORDER BY a,b DESC LIMIT 5;

EXPLAIN SELECT * FROM ts1 ORDER BY a DESC,b DESC LIMIT 5;

在MySQL 5.7版本中查看数据表ts1的执行计划，结果如下：

EXPLAIN SELECT * FROM ts1 ORDER BY a,b DESC LIMIT 5;

从结果可以看出，执行计划中扫描数为799，而且使用了Using filesort。

提示 Using filesort是MySQL中一种速度比较慢的外部排序，能避免是最好的。多数情况下，管理员 可以通过优化索引来尽量避免出现Using filesort，从而提高数据库执行速度。

在MySQL 8.0版本中查看数据表ts1的执行计划。从结果可以看出，执行计划中扫描数为5，而且没有使用 Using filesort。

EXPLAIN SELECT * FROM ts1 ORDER BY a ASC,b DESC LIMIT 5;

注意 降序索引只对查询中特定的排序顺序有效，如果使用不当，反而查询效率更低。例如，上述 查询排序条件改为order by a desc, b desc，MySQL 5.7的执行计划要明显好于MySQL 8.0。

将排序条件修改为 order by a desc, b desc后，下面来对比不同版本中执行计划的效果。 在MySQL 5.7版本 中查看数据表ts1的执行计划，结果如下：

EXPLAIN SELECT * FROM ts1 ORDER BY a DESC,b DESC LIMIT 5;

2.2 隐藏索引

在MySQL 5.7版本及之前，只能通过显式的方式删除索引。此时，如果发现删除索引后出现错误，又只能 通过显式创建索引的方式将删除的索引创建回来。如果数据表中的数据量非常大，或者数据表本身比较 大，这种操作就会消耗系统过多的资源，操作成本非常高。

从MySQL 8.x开始支持 隐藏索引（invisible indexes） ，只需要将待删除的索引设置为隐藏索引，使 查询优化器不再使用这个索引（即使使用force index（强制使用索引），优化器也不会使用该索引）， 确认将索引设置为隐藏索引后系统不受任何响应，就可以彻底删除索引。 这种通过先将索引设置为隐藏索引，再删除索引的方式就是软删除 。

简单的一句话：就是先让索引失效(仅仅只是失效了，并没有删除索引)，然后测试运行SQL语句，看看该索引是否会影响SQL的性能，不会就可以直接删除了，会影响就保留住，不删除，让其索引重新生效。

1. **创建表时直接创建 ** 在MySQL中创建隐藏索引通过SQL语句 INVISIBLE 来实现，其语法形式如下

CREATE TABLE tablename(
  propname1 type1[CONSTRAINT1],
  propname2 type2[CONSTRAINT2],
  ……
  propnamen typen,
  INDEX [indexname](propname1 [(length)]) INVISIBLE
);

上述语句比普通索引多了一个关键字INVISIBLE，用来标记索引为不可见索引。

举例：

CREATE TABLE book7(
book_id INT,
book_name VARCHAR(100),
`authors` VARCHAR(100),
info VARCHAR(100),
`comment` VARCHAR(100),
year_prublication YEAR,
# 创建不可见的索引
INDEX idx_cmt(`comment`) invisible
);

SHOW INDEX FROM book7;

EXPLAIN SELECT * FROM book7 WHERE `comment` = 'mysql...';

2. 在已经存在的表上创建

可以为已经存在的表设置隐藏索引，其语法形式如下：

• 方式一：使用 CREATE INDEX...ON... 语法方式

CREATE INDEX indexname
ON tablename(propname[(length)]) INVISIBLE;

• 方式二：ALTER TABLE语句创建

语法形式如下：

ALTER TABLE tablename
ADD INDEX indexname (propname [(length)]) INVISIBLE;

举例：

# 创建表之后，添加不可见索引
ALTER TABLE book7
ADD UNIQUE INDEX uk_idx_bname(book_name) invisible;

)

3. 切换索引可见状态 已存在的索引可通过如下语句切换可见状态

ALTER TABLE tablename ALTER INDEX index_name INVISIBLE; #切换成隐藏索引 
ALTER TABLE tablename ALTER INDEX index_name VISIBLE; #切换成非隐藏索引

举例：

# 修改索引的可见性
ALTER TABLE book7 ALTER INDEX uk_idx_bname VISIBLE;

如果将 index_cname索引切换成可见状态，通过explain查看执行计划，发现优化器选择了index_cname 索 引。

注意 当索引被隐藏时，它的内容仍然是和正常索引一样实时更新的。如果一个索引需要长期被隐 藏，那么可以将其删除，因为索引的存在会影响插入、更新和删除的性能。

通过设置隐藏索引的可见性可以查看索引对调优的帮助。

使隐藏索引对查询优化器可见

在MySQL 8.x版本中，为索引提供了一种新的测试方式，可以通过查询优化器的一个开关
（use_invisible_indexes）来打开某个设置，使隐藏索引对查询优化器可见。如果 use_invisible_indexes 设置为 off(默认)，优化器会忽略隐藏索引。如果设置为on，即使隐藏索引不可见，优化器在生成执行计 划时仍会考虑使用隐藏索引。

在MySQL命令行执行如下命令查看查询优化器的开关设置。

select @@optimizer_switch \G

在输出的结果信息中找到如下属性配置。

use_invisible_indexes=off

此属性配置值为off，说明隐藏索引默认对查询优化器不可见。

使隐藏索引对查询优化器可见，需要在MySQL命令行执行如下命令：

mysql> set session optimizer_switch="use_invisible_indexes=on"; 
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

SQL语句执行成功，再次查看查询优化器的开关设置。

mysql>  select @@optimizer_switch \G
*************************** 1. row ***************************
@@optimizer_switch:
index_merge=on,index_merge_union=on,index_merge_sort_union=on,index_merge_ intersection=on,engine_condition_pushdown=on,index_condition_pushdown=on,mrr=on,mrr_co st_based=on,block_nested_loop=on,batched_key_access=off,materialization=on,semijoin=on ,loosescan=on,firstmatch=on,duplicateweedout=on,subquery_materialization_cost_based=on ,use_index_extensions=on,condition_fanout_filter=on,derived_merge=on,use_invisible_ind exes=on,skip_scan=on,hash_join=on
1 row in set (0.00 sec)

此时，在输出结果中可以看到如下属性配置。

use_invisible_indexes=on

use_invisible_indexes 属性的值为on，说明此时隐藏索引对查询优化器可见。

使用 EXPLAIN 查看以字段 invisible_column 作为查询条件时的索引使用情况。

explain select * from classes where cname = '高一2班';

查询优化器会使用隐藏索引来查询数据。

如果需要使隐藏索引对查询优化器不可见，则只需要执行如下命令即可。

mysql> set session optimizer_switch="use_invisible_indexes=off";
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

再次查看查询优化器的开关设置。

mysql> select @@optimizer_switch \G

此时，use_invisible_indexes属性的值已经被设置为“off”。

3. 最后：

“在这个最后的篇章中，我要表达我对每一位读者的感激之情。你们的关注和回复是我创作的动力源泉，我从你们身上吸取了无尽的灵感与勇气。我会将你们的鼓励留在心底，继续在其他的领域奋斗。感谢你们，我们总会在某个时刻再次相遇。”