1. 为什么使用索引

在无索引的情况下,MySQL会扫描整张表来查找符合sql条件的记录,其时间开销与表中数据量呈正相关。对关系型数据表中的某些字段建索引可以极大提高查询速度(当然,不同字段是否selective会导致这些字段建立的索引对查询速度的提升幅度不同,而且索引也并非越多越好,因为写入或删除时需要更新索引信息)。

对于MySQL的Innodb储存引擎来说,大部分类型的index均以B-Tree数据结构的变种B+Tree来存储(MEMORY类型的表还支持hash类型的索引)。B-Tree是数据库或文件系统中常用的一种数据结构,它是一种N叉平衡树,这种树结构保证了同层节点保存的key有序,对于某个节点来说,其左子树保存的所有key均小于该节点保存的key,其右子树保存的所有key均大于该节点保存的key。此外,在工程实现上,还结合操作系统的局部性原理做了很多优化,总之,b-tree的各种特性或优化技巧能保证:1) 查询磁盘记录时,读盘次数最少;2) 任何insert和delete操作对树结构的影响均很小;3) 树本身的rebalance操作很高效。

2. MySQL使用索引的场景

MySQL在以下操作场景下会使用索引:
1) 快速查找符合where条件的记录
2) 快速确定候选集。若where条件使用了多个索引字段,则MySQL会优先使用能使候选记录集规模最小的那个索引,以便尽快淘汰不符合条件的记录。
3) 如果表中存在几个字段构成的联合索引,则查找记录时,这个联合索引的最左前缀匹配字段也会被自动作为索引来加速查找。
例如,若为某表创建了3个字段(c1, c2, c3)构成的联合索引,则(c1), (c1, c2), (c1, c2, c3)均会作为索引,(c2, c3)就不会被作为索引,而(c1, c3)其实只利用到c1索引。
4) 多表做join操作时会使用索引(如果参与join的字段在这些表中均建立了索引的话)
5) 若某字段已建立索引,求该字段的min()或max()时,MySQL会使用索引
6) 对建立了索引的字段做sort或group操作时,MySQL会使用索引
3. 哪些SQL语句会真正利用索引
从MySQL官网文档"Comparison of B-Tree and Hash Indexes"可知,下面这些类型的SQL可能会真正用到索引:

1) B-Tree可被用于sql中对列做比较的表达式,如=, >, >=, <, <=及between操作

2) 若like语句的条件是不以通配符开头的常量串,MySQL也会使用索引
比如,SELECT * FROM tbl_name WHERE key_col LIKE 'Patrick%'或SELECT * FROM tbl_name WHERE key_col LIKE 'Pat%_ck%'可以利用索引,而SELECT * FROM tbl_name WHERE key_col LIKE '%Patrick%'(以通配符开头)和SELECT * FROM tbl_name WHERE key_col LIKE other_col(like条件不是常量串)无法利用索引。
对于形如LIKE '%string%'的sql语句,若通配符后面的string长度大于3,则MySQL会利用Turbo Boyer-Moore algorithm算法进行查找。

3) 若已对名为col_name的列建了索引,则形如"col_name is null"的SQL会用到索引

4) 对于联合索引,sql条件中的最左前缀匹配字段会用到索引,示例请参考本文第2节第3条对联合索引的说明

5) 若sql语句中的where条件不只1个条件,则MySQL会进行Index Merge优化来缩小候选集范围

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