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一、什么是索引？

索引的实现原理

什么时候考虑添加索引？

索引的类型

二、为什么要有索引？

三、怎么用索引？

索引的创建和删除

怎么查看一条sql语句中使用了索引？

索引失效的情况以及对应解决方案

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一、什么是索引？

索引是数据库表中的字段的索引，所谓的索引就是在表的字段上添加的，每个字段都可以添加索引来提高查找效率，也可以多个字段联合添加一个索引。

参考字典的实现，索引相当于字典的目录，通过目录缩小查找范围。

索引的实现原理

假设有一张用户表：t_user
 
    id(PK)                  name                        每一行记录在硬盘上都有物理存储编号
    ----------------------------------------------------------------------------------
    100                     zhangsan                    0x1111
    120                     lisi                               0x2222
    99                       wangwu                     0x8888
    88                       zhaoliu                       0x9999
    101                     jack                            0x6666
    55                       lucy                            0x5555
    130                     tom                            0x7777

提醒1：

在任何数据库当中主键上都会自动添加索引对象，id字段上自动有索引，因为id是主键。另外在mysql当中，一个字段上如果有unique约束的话，也会自动创建索引对象。
 
提醒2：

在任何数据库当中，任何一张表的任何一条记录在实际硬盘存储上都有一个硬盘的物理存储编号。

提醒3：

不管索引存储在哪里，索引在mysql当中都是一个树的形式存在。（自平衡二叉树：B-Tree）

假如sql语句是：select * from t_user where id = 101;

条件是id = 101，mysql发现id字段上有索引对象，所以会通过索引对象进行查找：

101比100大，看右边

101比120小，看左边

定位到101，通过定位到的101得出对应的物理编号0x6666，就会转换sql语句成：

select * from t_user where 物理编号 = 0x6666;

直接通过物理编号0x6666定位到存储的记录

101                     jack                            0x6666，

返回给用户。

假如id字段没有索引的话，他会到id字段上，进行从上到下查找，直至找到101，效率很低。

什么时候考虑添加索引？

什么条件下，我们会考虑给字段添加索引呢？

• 条件1：数据量庞大（到底有多么庞大算庞大，这个需要测试，因为每一个硬件环境不同）
• 条件2：该字段经常出现在where的后面，以条件的形式存在，也就是说这个字段总是被扫描。
•     条件3：该字段很少的DML(insert delete update)操作。（因为DML之后，索引需要重新排序。）

建议不要随意添加索引，因为索引也是需要维护的，太多的话反而会降低系统的性能。
建议通过主键查询，建议通过unique约束的字段进行查询，效率是比较高的。

索引的类型

分单列索引、组合索引和全文索引

单列索引：

1. 主键索引，数据库表的主键字段会自动创建索引。
2. 唯一索引，当某个列添加了Unique约束，也会自动创建唯一索引，要求值必须是唯一的。
3. 普通索引，给普通字段添加索引就是普通索引。

组合索引：

1. 多个字段合起来创建一个索引，只有当查询条件中使用了组合索引的第一个字段，索引才会被使用，使用组合索引是遵循最左前缀原则。

CREATE INDEX index_id_name ON mytable(id,name)；

二、为什么要有索引？

为了提高查询的效率。

三、怎么用索引？

索引的创建和删除

创建索引：

create index 要创建的索引名 on 要创建索引的表名(要创建索引的字段);

删除索引：

drop index 要删除的索引名 on 要删除的索引所在的表名;

怎么查看一条sql语句中使用了索引？

dept表：

解释这条sql语句：

EXPLAIN select * from dept where loc = '北京';

 rows = 5，表示遍历了5条，说明是全部都遍历查找比对，找loc = '北京'，说明loc字段没有索引。

给loc字段添加索引：

create index locIndex on dept(loc);

再执行sql语句：

EXPLAIN select * from dept where loc = '北京';

 rows = 2，就是遍历了2条，说明loc字段的索引起作用了。

索引失效的情况以及对应解决方案

失效的第1种情况：
        select * from emp where ename like '%T';

        ename上即使添加了索引，也不会走索引，为什么？
            原因是因为模糊匹配当中以“%”开头了，mysql找不到。
            解决方案：尽量避免模糊查询的时候以“%”开始。这是一种优化的手段/策略。

失效的第2种情况：
        使用or的时候会失效，如果使用or那么要求or两边的条件字段都要有索引，才会走索引，如果or其中一边有一个字段没有索引，那么另一个字段上的索引也会失效。

        解决方案：

                不建议使用or，所以这就是为什么不建议使用or的原因。

                或使用union联合查询。

举例：

dept表，loc字段有索引，deptname字段没有索引

select * from dept where loc = '福建' or deptname = '信息部';

查询位于福建的或者信息部的部门信息

以上sql语句，由于deptname没有索引，会导致loc的索引失效，可以使用union联合查询：

select * from dept where loc = '福建'

union

select * from dept where deptname = '信息部';

这样loc字段的索引还是生效的。
 

失效的第3种情况：
        使用复合索引的时候，没有用到左侧的字段作为查找条件，索引失效（最左匹配原则）
        什么是复合索引？
            两个字段，或者更多的字段联合起来添加一个索引，叫做复合索引。

        create index emp_job_sal_index on emp(job,sal);

索引正常：explain select * from emp where job = 'MANAGER';

索引失效：explain select * from emp where sal = 800;

失效的第4种情况：
        在where当中索引列参加了运算，索引失效。
        create index emp_sal_index on emp(sal);

索引正常：explain select * from emp where sal = 800;

索引失效：explain select * from emp where sal+1 = 800;

失效的第5种情况：
        在where当中索引列使用了函数

        ename字段有索引
        explain select * from emp where lower(ename) = 'smith';

失效的第6种情况：

        如果mysql觉得全表扫描比使用索引更快，就不会用索引。

        当索引列的数据分布非常不均匀时，即某些值出现的频率非常高，索引的选择性（selectivity）很差，MySQL 可能会选择不使用索引。

        SELECT * FROM employees WHERE status = 'active';

        如果 status 列中大部分值都是 active，索引可能不会被使用，因为全表扫描更高效。

        数据分布不均匀，查询出来的数据占表的一大部分，比如一张表总共30w数据，然后你查询记录数有25w，那即使加了索引，mysql也认为全表扫描更快。