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問題1:什麼是數據庫索引?
數據庫索引是數據庫系統中一個重要的概念,索引也叫做key,是一種用於提升數據庫查詢效率的數據結構,我們可以把索引理解成一本書的目錄,通過目錄我們可以快速找到對應章節的內容,同樣的,通過數據庫索引,我們可以快速找到數據表中對應的記錄。
總而言之,索引就像給數據表建了一個目錄一樣。
問題2:為什麼在使用索引?
- 使用索引大大減少了存儲引擎需要掃描的數據量,如果沒有使用索引的話,每查詢一行數據都要對數據表進行掃描,這樣的話會非常慢。
- 由於索引已經排好序的,所以對數據表進行ORDER BY和GROUP BY等操作時,可以很快得到結果。
- 索引可以將隨機的I/O轉為順序的I/O,避免高昂的磁盤IO成本,提升查詢效率。
問題3:MySQL索引在哪個模塊中實現的?
MySQL的索引是在存儲引擎這一層實現的,因此每一種存儲引擎都有不同的實現方式,對同一種索引的處理方式也完成不同。
問題4:為什麼設置了索引卻不起作用?
如果使用以%開頭的LIKE語句進行模糊匹配,則無法使用索引,如:
SELECT * FROM users WHERE name LIKE '%小張%';
SELECT * FROM users WHERE name LIKE '%小張';
不過以%為結尾則可以使用索引,如:
SELECT * FROM users WHERE name LIKE '張%';
OR語句前後沒有同時使用索引,比如下面的語句,字段id有索引,而字段name沒有創建索引,那麼下面的語句只能全表掃描,無法用到索引:
SELECT * FROM users id = 10 or name='test'
問題5:MySQL索引底層使用什麼數據結構?
在MySQL中,大部分情況下,索引都是使用B-Tree作為底層數據結構,B-Tree只是一種泛稱,實際上不同的存儲引擎使用B-Tree時,有不同的變種,比如InnoDB使用的是B+Tree。
另外也有一些特殊的索引結構,比如哈希索引,哈希索引底層則使用的是哈希表,在MySQL中,只有Memory存儲引擎支持哈希索引。
問題6:什麼情況下數據表不適合創建索引?
- 對於用於存儲歸檔歷史數據的且很少用於查詢的數據表,不建議創建索引。
- 數據量比較小的數據表,而且未來數據也不會有太大增長的數據,不應該建索引,比如用於保存配置的數據表。
- 修改頻繁,且修改性能遠大於查詢性能時,不應該再創建索引。
問題7:什麼是回表?
回表是對Innodb存儲引擎而言的,在InnoDB存儲引擎中,主鍵索引的葉子節點存儲的記錄的數據,而普通索引的葉子節點存儲的主鍵索引的地點。
當我們通過主鍵查詢時,只需要搜索主鍵索引的搜索樹,直接可以得到記錄的數據。
當我們通過普通索引進行查詢時,通過搜索普通索引的搜索樹得到主鍵的地址之後,還要再使用該主鍵對主鍵搜索樹進行搜索,這個過程稱為回表。
問題8:聚簇索引與非聚簇索引的區別?
- 聚簇索引:聚簇索引的順序就是數據的物理存儲順序,並且索引與數據放在一塊,通過索引可以直接獲取數據,一個數據表中僅有一個聚簇索引。
- 非聚簇索引:索引順序與數據物理排列順序無關,索引文件與數據是分開存放。
問題9:MySQL主鍵索引、唯一索引與普通索引的區別?
- 設置為主鍵索引的字段不允許為NULL,而且一張數據表只能有一個主鍵索引。
- 設置為唯一索引的字段,其字段值不允許重要。
- 普通索引可以包含重複的值,也可以為NULL。
問題10:索引可以提高查詢性能,那是不是索引創建越多越好?
索引作為一個數據表的目錄,本身的存儲就需要消耗很多的磁盤和內存存儲空間。
並助在寫入數據表數據時,每次都需要更新索引,所以索引越多,寫入就越慢。
尤其是糟糕的索引,建得越多對數據庫的性能影響越大。
問題11:MyISAM與InnoDB在處理索引上有什麼不同?
MyISAM存儲引擎是非聚族索引,索引與數據是分開存儲的,索引文件中記錄了數據的指針
而InnoDB存儲引擎是聚族索引,即索引跟數據是放在一塊的,InnoDB一般將主鍵與數據放在一塊,如果沒有主鍵,則將unique key作為主鍵,如果沒有unique key,則自動創建一個rowid作為主鍵,其他二級索引葉子指針存儲的是主鍵的位置。
問題12:什麼是索引的最左前綴原則?
MySQL數據庫不單可以為單個數據列創建索引,也可以為多個數據列創建一個聯合索引,比如:
CREATE TABLE test(
a INT NOT NOT,
b INT NOT NOT,
KEY(a,b)
);
當我們使用下面的查詢語句時,由於WHERE語句中查詢的條件就是聯合索引,所以可以很快查詢到數據。
SELECT * FROM test WHERE a=1 AND b=1;
同樣,下面的語句也會利用上面創建的聯合索引,這是因為MySQL會按照索引創建的順序進行排序,然後根據查詢條件從索引最左邊開始檢測查詢條件是否滿足該索引,由於字段a在最左邊,所以滿足索引。
SELECT * FROM test WHERE a=1;
而使用字段b進行查詢時,則為滿足,因為從最左邊匹配到的是字段a,所以MySQL判斷為不滿足索引條件。
SELECT * FROM test WHERE b=1;
從上面例子可以很好地瞭解索引的最左前綴原則,同時也說明了索引順序的重要性。
問題13:什麼是覆蓋索引?
如果一個索引中包含查詢所要的字段時,此時不需要再回表查詢,我們就稱該索引為覆蓋索引。
比如下面的查詢中,字段id是主鍵索引,所以可以直接返回索引的值,顯著提升了查詢的性能。
SELECT id FROM users WHERE id BETWEEN 10 AND 20;
總結
上面列出的只是索引的一小部分知識點,下面再列舉一下MySQL學習的20個高頻知識點,供大家學習參考~
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20個MySQL高頻知識點完整版如下所示:
以及21個性能優化最佳實踐:
- 為查詢緩存優化你的查詢
- EXPLAIN你的SELECT查詢
- 當只要一行數據時使用LIMIT 1
- 為搜索字段建索引
- 在Join表的時候使用相當類型的例,並將其索引
- 千萬不要 ORDER BY RAND()
- 避免 SELECT *
- 永遠為每張表設置一個 ID
- 使用 ENUM 而不是 VARCHAR
- 從 PROCEDURE ANALYSE() 取得建議
- 儘可能的使用 NOT NULL
- Prepared Statements
- 無緩衝的查詢
- 把 IP 地址存成 UNSIGNED INT
- 固定長度的表會更快
- 垂直分割
- 拆分大的 DELETE 或 INSERT 語句
- 越小的列會越快
- 選擇正確的存儲引擎
- 使用一個對象關係映射器(Object Relational Mapper)
- 小心“永久鏈接”
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