面试题 --MySQL索引

InnoDB引擎与MyISAM引擎的区别 ?

InnoDB支持事务，MyISAM不支持事务
InnoDB支持行级锁，表级锁，MyISAM只支持表级锁
InnoDB支持外键，MyISAM不支支持外键

InnoDB为什么选择B+Tree作为索引结构？

对于二叉树，有可能形成链表结构，数据量大的情况下，B+树层级更少，搜索效率更高
对于B-Tree，B树上非叶子节点也存储数据，就会导致一页中的key减少，指针也减少，一旦在大数据量情况下，树的高度会增加，性能就会下降
对于Hash，B+Tree支持范围匹配和排序操作

以下两条SQL语句，那个执行效率高? 为什么?

A. select * from user where id = 10 ;

B. select * from user where name = 'Arm' ;

备注: id为主键，name字段创建的有索引；

A语句执行效率高，因为id为主键，走聚集索引直接返回数据，B语句先查询name字段的二级索引，然后再查询聚集索引。

InnoDB主键索引的B+tree高度为多高呢?

假设:

一行数据大小为1k，一页中可以存储16行这样的数据。InnoDB的指针占用6个字节的空间，主键即使为bigint，占用字节数为8。

解：

设有n个主键，则有 n+1 个指针，InnoDB默认一页为16K。则 n * 8B + (n + 1) * 6B = 16 * 1024B 算出来n约为 1170

高度为2：1171 * 16 = 18736 即如果高度为2可以存18000多条数据
高度为3：1171 * 1171 * 16 = 21939856 即如果树的高度为3，则可以存储 2200w 左右的记录。

2.1 说一说你对MySQL索引的理解

索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构，这些数据结构以某种方式指向数据
索引是基于存储引擎的，不同的存储引擎选择的索引结构不同
使用索引能大大的加快数据查询的效率
创建和维护索引需要一定的代价

2.2 索引有哪几种？

普通索引和唯一索引

普通索引是MySQL中的基本索引类型，允许在定义索引的列中插入重复值和空值。

唯一索引要求索引列的值必须唯一，但允许有空值。如果是组合索引，则列值的组合必须唯一。

主键索引是一种特殊的唯一索引，不允许有空值。
单列索引和组合索引

单列索引即一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单列索引。

组合索引是指在表的多个字段组合上创建的索引，只有在查询条件中使用了这些字段的左边字段时，索引才会被使用。使用组合索引时遵循最左前缀集合。
全文索引

全文索引类型为FULLTEXT，在定义索引的列上支持值的全文查找，允许在这些索引列中插入重复值和空值。全文索引可以在CHAR、VARCHAR或者TEXT类型的列上创建。
空间索引

空间索引是对空间数据类型的字段建立的索引，MySQL中的空间数据类型有4种，分别是GEOMETRY、POINT、LINESTRING和POLYGON。MySQL使用SPATIAL关键字进行扩展，使得能够用创建正规索引类似的语法创建空间索引。创建空间索引的列，必须将其声明为NOT NULL，空间索引只能在存储引擎为MyISAM的表中创建。

2.3 如何创建及保存MySQL的索引？

CREATE [UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL] INDEX index_name  ON table_name (col_name [length],...) [ASC|DESC]

2.4 MySQL怎么判断要不要加索引？

建议按照如下的原则来创建索引：

当唯一性是某种数据本身的特征时，指定唯一索引。使用唯一索引需能确保定义的列的数据完整性，以提高查询速度。
在频繁进行排序或分组（即进行group by或order by操作）的列上建立索引，如果待排序的列有多个，可以在这些列上建立组合索引。

2.5 只要创建了索引，就一定会走索引吗？

不一定。

比如，在使用组合索引的时候，如果没有遵从“最左前缀”的原则进行搜索，则索引是不起作用的。

举例，假设在id、name、age字段上已经成功建立了一个名为MultiIdx的组合索引。索引行中按id、name、age的顺序存放，索引可以搜索id、（id,name）、（id, name, age）字段组合。如果列不构成索引最左面的前缀，那么MySQL不能使用局部索引，如（age）或者（name,age）组合则不能使用该索引查询。

2.6 如何判断数据库的索引有没有生效？

可以使用EXPLAIN语句查看索引是否正在使用。

举例，假设已经创建了book表，并已经在其year_publication字段上建立了普通索引。执行如下语句：

EXPLAIN SELECT * FROM book WHERE year_publication=1990;

EXPLAIN语句将为我们输出详细的SQL执行信息，其中：

possible_keys行给出了MySQL在搜索数据记录时可选用的各个索引。
key行是MySQL实际选用的索引。

如果possible_keys行和key行都包含year_publication字段，则说明在查询时使用了该索引。

2.7 如何评估一个索引创建的是否合理？

建议按照如下的原则来设计索引：

避免对经常更新的表进行过多的索引，并且索引中的列要尽可能少。应该经常用于查询的字段创建索引，但要避免添加不必要的字段。
数据量小的表最好不要使用索引，由于数据较少，查询花费的时间可能比遍历索引的时间还要短，索引可能不会产生优化效果。
在条件表达式中经常用到的不同值较多的列上建立索引，在不同值很少的列上不要建立索引。比如在学生表的“性别”字段上只有“男”与“女”两个不同值，因此就无须建立索引，如果建立索引不但不会提高查询效率，反而会严重降低数据更新速度。
当唯一性是某种数据本身的特征时，指定唯一索引。使用唯一索引需能确保定义的列的数据完整性，以提高查询速度。
在频繁进行排序或分组（即进行group by或order by操作）的列上建立索引，如果待排序的列有多个，可以在这些列上建立组合索引。

2.8 索引是越多越好吗？

索引并非越多越好，一个表中如有大量的索引，不仅占用磁盘空间，还会影响INSERT、DELETE、UPDATE等语句的性能，因为在表中的数据更改时，索引也会进行调整和更新。

2.9 数据库索引失效了怎么办？

参考答案

可以采用以下几种方式，来避免索引失效：

使用组合索引时，需要遵循“最左前缀”原则；
不在索引列上做任何操作，例如计算、函数、类型转换，会导致索引失效而转向全表扫描；
尽量使用覆盖索引（只访问索引列的查询），减少 select * 覆盖索引能减少回表次数；
MySQL在使用不等于（!=或者<>）的时候无法使用索引会导致全表扫描；
LIKE以通配符开头（%abc）MySQL索引会失效变成全表扫描的操作；
字符串不加单引号会导致索引失效（可能发生了索引列的隐式转换）；
少用or，用它来连接时会索引失效。

2.10 所有的字段都适合创建索引吗？

参考答案

不是。

下列几种情况，是不适合创建索引的：

频繁更新的字段不适合建立索引；
where条件中用不到的字段不适合建立索引；
数据比较少的表不需要建索引；
数据重复且分布比较均匀的的字段不适合建索引，例如性别、真假值；
参与列计算的列不适合建索引。

2.15 MySQL的Hash索引和B树索引有什么区别？

参考答案

hash索引底层就是hash表，进行查找时，调用一次hash函数就可以获取到相应的键值，之后进行回表查询获得实际数据。B+树底层实现是多路平衡查找树，对于每一次的查询都是从根节点出发，查找到叶子节点方可以获得所查键值，然后根据查询判断是否需要回表查询数据。它们有以下的不同：

hash索引进行等值查询更快(一般情况下)，但是却无法进行范围查询。因为在hash索引中经过hash函数建立索引之后，索引的顺序与原顺序无法保持一致，不能支持范围查询。而B+树的的所有节点皆遵循(左节点小于父节点，右节点大于父节点，多叉树也类似)，天然支持范围。
hash索引不支持使用索引进行排序，原理同上。
hash索引不支持模糊查询以及多列索引的最左前缀匹配，原理也是因为hash函数的不可预测。
hash索引任何时候都避免不了回表查询数据，而B+树在符合某些条件(聚簇索引，覆盖索引等)的时候可以只通过索引完成查询。
hash索引虽然在等值查询上较快，但是不稳定，性能不可预测，当某个键值存在大量重复的时候，发生hash碰撞，此时效率可能极差。而B+树的查询效率比较稳定，对于所有的查询都是从根节点到叶子节点，且树的高度较低。

因此，在大多数情况下，直接选择B+树索引可以获得稳定且较好的查询速度。而不需要使用hash索引。

2.16 聚簇索引和非聚簇索引有什么区别？

参考答案

在InnoDB存储引擎中，可以将B+树索引分为聚簇索引和辅助索引（非聚簇索引）。无论是何种索引，每个页的大小都为16KB，且不能更改。

聚簇索引是根据主键创建的一棵B+树，聚簇索引的叶子节点存放了表中的所有记录。辅助索引是根据索引键创建的一棵B+树，与聚簇索引不同的是，其叶子节点仅存放索引键值，以及该索引键值指向的主键。也就是说，如果通过辅助索引来查找数据，那么当找到辅助索引的叶子节点后，很有可能还需要根据主键值查找聚簇索引来得到数据，这种查找方式又被称为书签查找。因为辅助索引不包含行记录的所有数据，这就意味着每页可以存放更多的键值，因此其高度一般都要小于聚簇索引。