前缀索引顾名思义,定义字符串的一部分当做索引,而不是把整个字符串当做索引。默认地,如果你创建索引的语句不指定前缀长度,那么索引就会包含整个字符串。
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假设一张表有 id,name,email 2个字段
1.创建email列的普通索引应该是: alter table T add index idx_email1( email )
2.前缀索引的创建规则为: alter table table T add index idx_email2( email(6) )
当然第一索引包含是的整个字符串,第二个是该字段前6个字节(注意是字节)
对于这2中索引,B+树怎么存储呢?
INSERT INTO T (email) VALUES ('瞎子','zhangsh1234@163点抗 '), ('剑圣','lisi1998883@163点抗 '), ('露娜','zhangssxyz@163点抗 '), ('李白','zhangsy1998@163点抗 '), ('韩信','zhaq5481993@163点抗 '), ('百里玄策','hhaq5481993@163点抗 ');
【谁还不是个野王啊】
普通索引存储为:
是的你没看错,前缀索引那颗树上的存储的是email的前6位字节,也就是你创建前缀索引时指定的前缀字节长度。2种树相比,前缀索引存储了更少的数据,那么他所耗费的空间也就相比较少,这正是他的一个优点。同样的也就相对的增加了扫描行数。
什么增加了扫描行数???? 这是为什么呢?
那么小朋友咱们一起来看下吧。
假设SQL如此这般: select id,name,email from T where email = 'zhangsh1234@163点抗 '
那么这2个SQL,应该怎么操作呢。
idx_email1:
2.到主键上查到主键为ID1的,判断email值是否正确【为什么判断呢,其实我理解是为了二次判断保证数据一致性吧,比较官方的解释尚未找到】,正确放入结果集
3.取 idx_email1 索引树上刚刚查到的位置的下一条记录,如此往复。
循环过程中,需要回主键取1次数据,所以系统可以认为只扫描了一行【1次是数第一棵树数出来的】
idx_email2:
1.从 索引数上找到满足索引值为 'zhangs'的该记录,取得 ID1的值
2.到主键上查到主键值是 ID1 的行,判断出 email 的值是’ zhangsh1234@xxx点抗 ’,这行记录放入结果集【不是要的值,丢弃,进行下一步】
3.取 idx_email2 上刚刚查到的位置的下一条记录,重复以上步骤
在这个过程中,要回主键索引取 3 次数据,也就是扫描了 3 行。通过这个对比,你很容易就可以发现,使用前缀索引后,可能会导致查询语句读数据的次数变多。
但是,对于这个查询语句来说,如果你定义的 idx_email2 不是 email(6) 而是 email(8),也就是说取 email 字段的前 8 个字节来构建索引的话,即满足前缀’zhangsh’的记录只有一个,也能够直接查到 ID1,只扫描一行就结束了。也就是说使用前缀索引,定义好长度,就可以做到既节省空间,又不用额外增加太多的查询成本。
那么问题来了,到底定义多长才算是合理呢?
一般的定义原则是 count(distinct(columnName))/count(*) ,当前缀索引【count(distinct(columnName(length))),length是你想要创建列的前缀字节长度】越接近此值越好,当有多个前缀字节都一样且都等于这个值时怎么选择呢,当然是 字节越少越好了哈,字节越少越省空间。索引选取的越长,占用的磁盘空间就越大,相同的数据页能放下的索引值就越少,搜索的效率也就会越低。
count(distinct(columnName(length))) 翻译到SQL 为: count(dictinct(left(colunmName, length)))
前面我们说了使用前缀索引可能会增加扫描行数,这会影响到性能。其实,前缀索引的影响不止如此,我们再看一下另外一个场景。
来呀,上SQL: select id,email from T where email='zhangsh1234@163点抗 '
如果按照email全字段索引,那么此SQL 是不需要回表的【为什么不需要回表?兄嘚,这个相当于覆盖索引了哈】
那么如果按照前缀索引是否需要回表呢?答案是的。
因为当判断前6个字节相等后,需要拿到id 回表拿到email的全部内容进行比较,如果不相同,丢弃这行,否则加入结果集。
那么有人会问了,我把长度放大点,包含所有字节不就好了吗?
那么此时会有如下问题。
1.当你此时的长度是囊括了全字段,但是系统是不知道的,他还是需要回表再次判断的,去确定前缀索引的定义是否截断了完整信息。
2.此时长度是够了,那么能肯定因为业务日后不会增加长度吗?
3.尽可能的加长长度,还不如直接建立全字段索引呢
综上,使用前缀索引就用不上覆盖索引对查询性能的优化了,这也是你在选择是否使用前缀索引时需要考虑的一个因素。
前面说到的是,可以根据字段前面几个字节进行查询的,那么对于身份证这种,一共 18 位,其中前 6 位是地址码,所以同一个县的人的身份证号前 6 位一般会是相同的。
或许你会说,多弄几个字节不就好吗?那么请问下自己为什么使用前缀索引呢,不就是为了节省空间吗?
那么这么做合适吗? 不合适对吗? 乖~,快去反省下吧
那么采用前缀索引显示是不行的,那么如果用前缀索引怎么办呢,聪明的你应该已经猜到了,采用倒叙存储,然后建立前缀索引。
放到SQL 中就应该是这样的: select field_list from t where id_card = reverse('id_card_string');
当然了,这种逻辑建议放到业务逻辑中实现,而不是放到SQL 中。
按照上述第4节的内容,有人或许会有另一个想法,还倒叙建立前缀索引复杂不,hash索引或者hash字段不香吗?
有人会问了,为什么要在创建一个值来存储hash值呢,如果不存储你知道原值是什么吗? 同时hash算法是有一定重复可能的(hash值碰撞)
【可以了解下partition算法哦:[ 】。如果重复了,不存储原值,你是无法判断出正确数据的。
注:【hash字段不代表hash索引,hash索引原理正在快马加鞭】,简单说下hash索引,hash索引不需要创建一个值来存储hash值,而是有hasn表来存储【hash值碰撞时,由一个链表来搞定了】,存储的内容为 hash值和每行的行指针 。
说回来啊,跑题了
查询时: select field_list from t where id_card_crc=crc32('id_card_string') and id_card='id_card_string'
不过有个问题相信你也想到了,不管是hash存储值还是hash索引都是不支持范围查询的。
来总结下这2个优缺点吧
1.从占用空间来看呢,倒叙索引不需要额外开辟存储空间,而hash字段需要额外的一个字段,所以从这点上看倒叙索引更胜一筹,NO!并不准确,如果前缀长度过长,那么这2个情况额外的空间也就相差无几了
3.从查询效率上看,使用 hash 字段方式的查询性能相对更稳定一些。因为 crc32 算出来的值虽然有冲突的概率,但是概率非常小,可以认为每次查询的平均扫描行数接近 1。而倒序存储方式毕竟还是用的前缀索引的方式,也就是说还是会增加扫描行数
1.全字段完整索引比较占空间,但是而走覆盖索引
2.前缀索引,节省空间,但会增加扫描 次数 并且不能使用覆盖索引【每次都需回表校验】
3.倒序存储,再创建前缀索引,用于绕过字符串本身前缀的区分度不够的问题。【倒叙方法建立放到业务逻辑中】
4.hash字段索引,相比前缀索引性能较为稳定,但是有额外的存储空间和计算消耗,同时也 不 支持范围查询
CREATE
[UNIQUE]
INDEX
ON
(字段
[ASC|DESC]);
UNIQUE
--确保所有的索引列中的值都是可以区分的。
[ASC|DESC]
--在列上按指定排序创建索引。
(创建索引的准则:
1.如果表里有几百行记录则可以对其创建索引(表里的记录行数越多索引的效果就越明显)。
2.不要试图对表创建两个或三个以上的索引。
3.为频繁使用的行创建索引。
)
示例
create
index
i_1
on
emp(empno
asc);
建立索引,要使用离散度(选择度)更高的字段。
我们先来看一个重要的属性列的 离散度,
count(distinct(column_name)) : count(*) -- 列的全部不同值个数:所有数据行行数
数据行数相同的情况下,分子越大,列的离散度就越高。简单来说,如果列的重复值越多,离散度就越低,重复值越少,离散度就越高。
当字段值比较长的时候,建立索引会消耗很多的空间,搜索起来也会很慢。我们可以通过截取字段的前面一部分内容建立索引,这个就叫前缀索引。
创建一张商户表,因为地址字段比较长,在地址字段上建立前缀索引
create table shop(address varchar(120) not null);
alter table shop add key(address(12)); // 截取12个字符作为前缀索引是最优的吗?
问题是,截取多少呢?截取得多了,达不到节省索引存储空间的目的,截取得少了,重复内容太多,字段的散列度(选择性)会降低。怎么计算不同的长度的选择性呢?
先看一下字段在全部数据中的选择度计算公式:
select count(distinct address) / count(*) from shop;
select count(distinct left(address, n)) / count(*) as subn from shop;
count(distinct left(address,n)) / count(*) 的结果是会随着 n 的变大而变大。举个例子,现在有两个address(东大街长兴小区,东大街福乐小区),那么 distinct(address,2) distinct(address,3)
==所以,截取的长度越长就会越接近字段在全部数据中的选择度
==所以,我们要权衡索引大小和查询速度。
举个例子,通过不同长度去计算,与全表的选择性对比:
SELECT COUNT(DISTINCT(address))/COUNT(*) sub, -- 字段在全部数据中的选择度
COUNT(DISTINCT(LEFT(address,5)))/COUNT(*) sub5, -- 截取前5个字符的选择度
COUNT(DISTINCT(LEFT(address,7)))/COUNT(*) sub7,
COUNT(DISTINCT(LEFT(address,9)))/COUNT(*) sub9,
COUNT(DISTINCT(LEFT(address,10)))/COUNT(*) sub10, -- 截取前10个字符的选择度
COUNT(DISTINCT(LEFT(address,11)))/COUNT(*) sub11,
COUNT(DISTINCT(LEFT(address,12)))/COUNT(*) sub12,
COUNT(DISTINCT(LEFT(address,13)))/COUNT(*) sub13,
COUNT(DISTINCT(LEFT(address,15)))/COUNT(*) sub15
FROM shop;
+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| sub | sub5 | sub7 | sub9 | sub10 | sub11 | sub12 | sub13 | sub15 |
+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
| 0.9993 | 0.0225 | 0.4663 | 0.8618 | 0.9734 | 0.9914 | 0.9943 | 0.9943 | 0.9958 |
+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
可以看到在截取 11 个字段时 sub11(0.9993) 就已经很接近字段在全部数据中的选择度 sub(0.9958)了,而且长度也相较后面更短一些, 综合考虑比较合适。
ALTER TABLE shop ADD KEY (address(11));
1.索引的个数不要过多(浪费空间,更新变慢)
2.在用于 where 判断 order 排序和 join 的(on)字段上创建索引
3.区分度低的字段,例如性别,不要建索引(离散度太低,导致扫描行数过多)
4.更新频繁的值,不要作为主键或者索引(页分裂)
5.不建议用无序的值作为索引,例如身份证、UUID(在索引比较时需要转为ASCII,并且插入时可能造成页分裂)
6.若在多个字段都要创建索引的情况下,联合索引优于单值索引
7.联合索引把散列性高(区分度高)的值放在前面
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。
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找出这些索引,将它们删除,从而减少索引对更新操作的影响。
8 . 最左前缀匹配原则,非常重要的原则。
mysql会一直向右匹配直到遇到范围查询(、、between、like)就停止匹配,比如a 1=”” and=”” b=”2” c=”“ 3 and d = 4 如果建立(a,b,c,d)顺序的索引,d是用不到索引的,如果建立(a,b,d,c)的索引则都可以用到,a,b,d的顺序可以任意调整。
9 .=和in可以乱序。
比如a = 1 and b = 2 and c = 3 建立(a,b,c)索引可以任意顺序,mysql的查询优化器会帮你优化成索引可以识别的形式
。
10 . 尽量选择区分度高的列作为索引。
区分度的公式是count(distinct col)/count(*),表示字段不重复的比例,比例越大我们扫描的记录数越少,唯一键的区分度是1,而一些状态、性别字段可能在大数据面前区分度就 是0,那可能有人会问,这个比例有什么经验值吗?使用场景不同,这个值也很难确定,一般需要join的字段我们都要求是0.1以上,即平均1条扫描10条 记录
11 .索引列不能参与计算,保持列“干净”。
比如from_unixtime(create_time) = ’2014-05-29’就不能使用到索引,原因很简单,b+树中存的都是数据表中的字段值,但进行检索时,需要把所有元素都应用函数才能比较,显然成本 太大。所以语句应该写成create_time = unix_timestamp(’2014-05-29’);
12 .尽量的扩展索引,不要新建索引。
比如表中已经有a的索引,现在要加(a,b)的索引,那么只需要修改原来的索引即可
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。