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在innoDB中,有两大索引类,分别是
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执行上述语句,执行过程如下图
从图中,我们可以看出,扫了两个索引树
(1)先从普通索引name找到lisi
(2)再根据主键值9,再在聚集索引中找到行记录。
这就是回表查询,先在普通索引中找到主键值,再在聚集索引中找到行记录。
很显然,在一棵索引树上就能获取SQL所需的所有列数据的,就是索引覆盖。
如下语句
很显然,我们可以直接在name索引上直接找到id,name,不用再去回表。
而且我们通过explain的extra属性也能观察到
像我们开头的SQL语句
我们只需要在name索引中再加个sex,name(name,sex),这样变成了联合索引,也是索引覆盖。
我们都知道InnoDB采用的B+ tree来实现索引的,索引又分为主键索引(聚簇索引)和普通索引(二级索引)。
那么我们就来看下 基于主键索引和普通索引的查询有什么区别?
举个栗子:
可以看出我们有一个普通索引k,那么两颗B+树的示意图如下:
[图片上传失败...(image-9b05f7-1597911217600)]
(注:图来自极客时间专栏)
当我们查询** select * from T where k=5 其实会先到k那个索引树上查询k = 5,然后找到对应的id为500,最后回表到主键索引的索引树找返回所需数据。
如果我们查询 select id from T where k=5 **则不需要回表就直接返回。
也就是说,基于非主键索引的查询需要多扫描一棵索引树。因此,我们在应用中应该尽量使用主键查询。
概念如上,这里我们还是用例子来说明:
/pre
[图片上传失败...(image-20977-1597911217600)]
(注:图来自极客时间专栏)
现在,我们一起来看看这条SQL查询语句的执行流程: select * from T where k between 3 and 5
在这个过程中, 回到主键索引树搜索的过程,我们称为回表。 可以看到,这个查询过程读了k索引树的3条记录(步骤1、3和5),回表了两次(步骤2和4)。
在这个例子中,由于查询结果所需要的数据只在主键索引上有,所以不得不回表。那么,有没有可能经过索引优化,避免回表过程呢?
如果执行的语句是select ID from T where k between 3 and 5,这时只需要查ID的值,而ID的值已经在k索引树上了,因此可以直接提供查询结果,不需要回表。也就是说,在这个查询里面,索引k已经“覆盖了”我们的查询需求,我们称为覆盖索引。
由于覆盖索引可以减少树的搜索次数,显著提升查询性能,所以使用覆盖索引是一个常用的性能优化手段。
需要注意的是,在引擎内部使用覆盖索引在索引k上其实读了三个记录,R3~R5(对应的索引k上的记录项),但是对于MySQL的Server层来说,它就是找引擎拿到了两条记录,因此MySQL认为扫描行数是2。
上面介绍了那么多 其实是在为延迟关联做铺垫,这里直接续上我们本次慢查询的sql:
我们都知道在做分页时会用到Limit关键字去筛选所需数据,limit接受1个或者2个参数,接受两个参数时第一个参数表示偏移量,即从哪一行开始取数据,第二个参数表示要取的行数。 如果只有一个参数,相当于偏移量为0。
当偏移量很大时,如limit 100000,10 取第100001-100010条记录,mysql会取出100010条记录然后将前100000条记录丢弃,这无疑是一种巨大的性能浪费。
当有这种写法时,我们可以采用延迟关联来进行优化,重点关注: SELECT id FROM qa_question WHERE expert_id = 69 AND STATUS = 30 ORDER BY over_time DESC LIMIT 0, 10 , 这里其实利用了索引覆盖,where条件后的expert_id 是有添加索引的,这里查询id 可以避免回表,大大提升效率。
工作中会遇到各种各样的问题,对于一个研发来说最重要的是能够从这些问题中学到什么。好久没有写博客了,究其原因还是自己变得懒惰了。 ( ̄ェ ̄;)
最后以《高性能Mysql》中的一段话结束:
尽量使用覆盖索引,减少select *。 那么什么是覆盖索引呢? 覆盖索引是指 查询使用了索引,并 且需要返回的列,在该索引中已经全部能够找到 。
现在有一张用户表tb_user;
索引情况:
接下来,我们来看一组SQL的执行计划,看看执行计划的差别,然后再来具体做一个解析。
Using where; Using Index:查找使用了索引,但是需要的数据都在索引列中能找到,所以不需 要回表查询数据
Using index condition:查找使用了索引,但是需要回表查询数据
因为,在tb_user表中有一个联合索引 idx_user_pro_age_sta,该索引关联了三个字段 profession、age、status,而这个索引也是一个二级索引,所以叶子节点下面挂的是这一行的主 键id。 所以当我们查询返回的数据在 id、profession、age、status 之中,则直接走二级索引 直接返回数据了。 如果超出这个范围,就需要拿到主键id,再去扫描聚集索引,再获取额外的数据了,这个过程就是回表。 而我们如果一直使用select * 查询返回所有字段值,很容易就会造成回表 查询(除非是根据主键查询,此时只会扫描聚集索引)。
为了大家更清楚的理解,什么是覆盖索引,什么是回表查询,我们一起再来看下面的这组SQL的执行过 程。
id是主键,是一个聚集索引。 name字段建立了普通索引,是一个二级索引(辅助索引)。
B. 执行SQL : select * from tb_user where id = 2;
根据id查询,直接走聚集索引查询,一次索引扫描,直接返回数据,性能高。
C. 执行SQL:selet id,name from tb_user where name = 'Arm';
虽然是根据name字段查询,查询二级索引,但是由于查询返回在字段为 id,name,在name的二级索 引中,这两个值都是可以直接获取到的,因为覆盖索引,所以不需要回表查询,性能高。
D. 执行SQL:selet id,name,gender from tb_user where name = 'Arm';
由于在name的二级索引中,不包含gender,所以,需要两次索引扫描,也就是需要回表查询,性能相 对较差一点。
引入一个面试问题:
看完以下以后再回顾,会发现迎刃而解
Mysql 可以为每一张表设置 存储引擎 这里我们只说 InnoDB 存储引擎.
由于实际情况,数据页只能按照一棵 B+树 进行排序, 因此每张表只能拥有一个 聚集索引(即 主键)。
栗子:
每个叶子节点的索引行中包含了一个书签(bookmark). 该书签是用来告诉 InnoDB存储引擎哪里可以找到该索引对应的数据行或者说 行数据! 由于InnoDB存储引擎表, 是按照主键来构建的, 所以 ,该书签内其实包含或者说指向了 数据行所对应的聚集索引键
也就是说 辅助索引的 叶结点保存了 指向对应数据的 聚集索引, 可以通过该聚集索引 找到对应的数据行
辅助索引的存在并不影响数据在聚集索引中的组织,因为每张表上可以有多个辅助索引。
当通过辅助索引来寻找数据时,InnoDB 存储引擎会遍历辅助索引并通过叶级别的指针获得指向主键索引(聚集索引)的主键,然后再通过聚集索引找到一个完整的数据行。
例如:
聚集索引辅助索引关系:
: 又叫做组合索引 , 辅助索引的一种 , 和普通创建索引的方式一样,不同的是 可以同时添加多列来作为索引项;
从本质上来说,联合索引也是一课B+树
个人理解: 所谓最左原则, 是因为 存储引擎构建组合索引时 是根据最左边的那一列索引项进行排序的 ,所以使用组合索引,必须满足 条件中必须存在 最左边那一列的索引项,这样 才可以找到对应的索引,继而 去寻找对应的数据
: 又叫做 索引覆盖,InnoDB中支持覆盖索引,即 从辅助索引中就可以得到查询的记录,而不需要查询聚集索引中的记录。
比如 这里没有根据最左原则使用组合索引,但是 优化器依然进行选择
共勉,欢迎指导谢谢~
通常大家都会根据查询的WHERE条件来创建合适的索引,不过这只是索引优化的一个方面。设计优秀的索引应该考虑到整个查询,而不单单是WHERE条件部分。索引确实是一种查找数据的高效方式,但是MySQL也可以使用索引来直接获取列的数据,这样就不再需要读取数据行。如果索引的叶子节点中已经包含要查询的数据,那么还有什么必要再回到表中查询呢? 如果一个索引覆盖所有需要查询的字段的值,我们就称之为“覆盖索引”。
覆盖索引是非常有用的工具,能够极大地提高性能:
在所有这些场景中,在索引中满足查询的成本一般比查询行要小得多。
不是所有类型的索引都可以成为覆盖索引。覆盖索引必须要存储索引列的值,而哈希索引、空间索引和全文索引都不存储索引列的值,所以MySQL只能使用B+Tree索引所覆盖索引。另外,不同的存储引擎实现覆盖索引的方式也不同,而且不是所有的引擎都支持覆盖索引。
当发起一个呗索引覆盖的查询是,在EXPLAIN的Extra列可以看到“Using index”的信息。
如: explain select col1 from layout_test where col2=99
索引覆盖查询还有很多陷阱可能会导致无法实现优化。MySQL查询优化器会在执行查询前判断是否有一个索引能进行覆盖。假设索引覆盖了wehre条件中的字段,但不是整个查询涉及的字段。mysql5.5和更早的版本也总是会回表获取数据行,尽管并不需要这一行且最终会被过滤掉。
如: EXPLAIN select * from people where last_name='Allen' and first_name like '%Kim%'
这里索引无法覆盖该查询,有两个原因:
这条语句只检索1行,而之前的 like '%Kim%'要检索3行。
也有办法解决上面所说的两个问题,需要重写查询并巧妙设计索引。
这种方式叫做延迟关联,因为延迟了对列的访问。在查询第一个阶段MySQL可以使用覆盖索引,因为索引包含了主键id的值,不需要做二次查找。
在FROM子句的子查询中找到匹配的id,然后根据这些id值在外层查询匹配获取需要的所有列值。虽然无法使用索引覆盖整个查询,但总算比完全无法利用索引覆盖的好吧。
数据量大了怎么办?
这样优化的效果取决于WHERE条件匹配返回的行数。假设这个people表有100万行,我们看一下上面两个查询在三个不同的数据集上的表现,每个数据集都包含100万行。
实例1中 ,查询返回了一个很大的结果集,因此看不到优化的效果。大部分时间都花在读取和发送数据上了。
实例2中 ,经过索引过滤,尤其是第二个条件过滤后只返回了很少的结果集,优化的效果非常明显:在这个数据及上性能提高了很多,优化后的查询效率主要得益于只需读取40行完整数据行,而不是原查询中需要的30000行。
实例3中 ,子查询效率反而下降。因为索引过滤时符合第一个条件的结果集已经很小了,所以子查询带来的成本反而比从表中直接提取完整行更高。
在大多数存储引擎中,覆盖索引只能覆盖那些只访问索引中部分列的查询。不过,可以更进一步优化InnoDB。回想一下,InnoDB的二级索引的叶子节点都包含了主键的值,这意味着InnoDB的二级索引可以有效地利用这些额外的主键列来覆盖查询。
例如,people表中last_name字段有一个二级索引,虽然该索引的列不包括主键id,但也能够用于对id做覆盖查询:
select id,last_name from people where last_name='hua'