MySQL基础教程——索引
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前言
本期我们来介绍一下MySQL的索引。我们知道MySQL是基于硬盘给用户提供存储服务的，其存储的数据都是存放在硬盘上，那么MySQL又是如何管理这些数据、以及如何实现快速存储与访问的呢？这便是其索引价值所在，本文主要基于InnoDB存储引擎来进行讲解。
一、磁盘存储的简单介绍
既然MySQL是基于硬盘所进行的数据储存，那么我们就得要了解一下磁盘又是如何进行数据存储的了。
磁盘上存在很多盘面，而我们将盘面上被磁道所划分出来的小格区域称为扇区，并且每个扇区都自己的编号，而这些扇区就是硬盘的存储单元。我们计算机系统上所有的文件都存放在这些扇区中。所以我们要如何找到文件，即电脑如何通过读写磁头找到相应盘面的对应扇区，而这个过程在电脑硬件上即为定位扇区。定位扇区的过程中只需要知道，磁头（Heads）、柱面(Cylinder)(等价于磁道)、扇区(Sector)对应的编号，即可在磁盘上定位所要访问的扇区。
MySQL存储数据的过程就是不断驱动硬盘进行定位扇区所进行的 IO 操作。并且可以得知MySQL的效率取决于MySQL和磁盘之间 IO 效率。为此我们再引入MySQL中page页的概念。
在磁盘这个硬件设备的基本单位是 512 字节 以及采用 InnoDB存储引擎的情况下，MySQL 和磁盘进行数据交互的基本单位为 16KB 。这个基本数据单元，在 MySQL 这里叫做page，即为MySQL与磁盘交互基本单位，对应着磁盘里的扇区。
通过这16KB的page，MySQL可以存储多个多条数据，单次IO访问该page就可以同时访问到多条数据，减少IO次数，提升IO效率。
二、索引引入
说到page页以及索引，我们自然能想到目录这一概念。我们在翻阅书籍时，可通目录上的索引来实现内容的快速查找与定位，而MySQL的索引也是这一作用。在MySQL中我们通过页目录来管理多个页(page)，而实现这个组织管理过程所采用的是B+树这一数据结构。
（1）B+树介绍
以下为B+树的结构概念图：
可见B+树主要是棵数据data存放在叶子结点，非叶子结点存放索引的多叉树。
而在MySQL的InnoDB存储引擎下每个结点都对应着一个page；其中的数字表示的即为MySQL表中的键值key 对应着索引；非叶子结点对应着页目录；通过指针来访问其他结点。
通过B+树这种数据结构，结点不存储data，这样一个结点就可以存储更多的key，可以使得树更矮，所以IO操作次数更少，IO效率更高。并且叶子节点相连，更便于进行范围查找。
（2）聚簇索引 与 非聚簇索引
通过上文可知 InnoDB 是将索引和数据放在一起的，这种索引方式即为聚簇索引。
而MySQL的另一存储引擎 MyISAM引擎，其同样使用B+树作为索引结果，但叶节点的data域存放的是数据记录的地址。下图为 MyISAM表的主索引， Col1 为主键。
可见MyISAM最大的特点是，将索引Page和数据Page分离，也就是叶子节点没有数据，只有对应数据的地址。这种用户数据与索引数据分离的索引方式，叫做非聚簇索引。
三、索引操作
介绍完索引，我们来学习索引的操作。
（1）创建主键索引
# 方式一：在创建表的时候，直接在字段名后指定 primary key
create table user1(id int primary key, name varchar(30));
# 方式二：在创建表的最后，指定某列或某几列为主键索引
create table user2(id int, name varchar(30), primary key(id));
# 方式三：创建表以后再添加主键
create table user3(id int, name varchar(30));
alter table user3 add primary key(id);
主键索引的特点：
一个表中，最多有一个主键索引，当然可以使符合主键；
主键索引的效率高（主键不可重复）；
创建主键索引的列，它的值不能为null，且不能重复；
主键索引的列基本上是int。
（2）创建唯一索引
# 方式一：在表定义时，在某列后直接指定unique唯一属性。
create table user4(id int primary key, name varchar(30) unique);
# 方式二：创建表时，在表的后面指定某列或某几列为unique
create table user5(id int primary key, name varchar(30), unique(name));
# 方式三：
create table user6(id int primary key, name varchar(30)）；
alter table user6 add unique(name);
唯一索引的特点：
一个表中，可以有多个唯一索引；
查询效率高；
如果在某一列建立唯一索引，必须保证这列不能有重复数据；
如果一个唯一索引上指定not null，等价于主键索引。
（3）创建普通索引
# 方式一：
create table user8(id int primary key,
name varchar(20),
email varchar(30),
index(name) --在表的定义最后，指定某列为索引
);
# 方式二：
create table user9(id int primary key, name varchar(20), email varchar(30));
alter table user9 add index(name); --创建完表以后指定某列为普通索引
# 方式三：
create table user10(id int primary key, name varchar(20), email varchar(30));
-- 创建一个索引名为 idx_name 的索引
create index idx_name on user10(name);
普通索引的特点：
一个表中可以有多个普通索引，普通索引在实际开发中用的比较多；
如果某列需要创建索引，但是该列有重复的值，那么我们就应该使用普通索引。
（4）创建全文索引
全文索引主要用于对文章字段或大量文字的字段进行检索，其要求表的存储引擎必须是MyISAM，而且默认的全文索引支持英文，不支持中文。如果对中文进行全文检索，可以使用sphinx的中文版(coreseek)。
CREATE TABLE articles (
id INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT NOT NULL PRIMARY KEY,
title VARCHAR(200),
body TEXT,
FULLTEXT (title,body)
)engine=MyISAM;
INSERT INTO articles (title,body) VALUES
('MySQL Tutorial','DBMS stands for DataBase ...'),
('How To Use MySQL Well','After you went through a ...'),
('Optimizing MySQL','In this tutorial we will show ...'),
('1001 MySQL Tricks','1. Never run mysqld as root. 2. ...'),
('MySQL vs. YourSQL','In the following database comparison ...'),
('MySQL Security','When configured properly, MySQL ...');
查看当前数据库数据。
我们可以用explain工具看一下，是否使用到索引。
其中key为null表示没有用到索引。
那又如何使用全文索引呢？同样通过explain来分析。
可见key用到了title，即是使用了全文索引。
索引创建原则：
比较频繁作为查询条件的字段应该创建索引；
唯一性太差的字段不适合单独创建索引，即使频繁作为查询条件；
更新非常频繁的字段不适合作创建索引；
不会出现在where子句中的字段不该创建索引。
（5）查询索引
方法一：
show keys from 表名;
方法二：
show index from 表名;
方法三：
desc 表名;
（6）删除索引
删除主键索引：
alter table 表名 drop primary key;
其他索引的删除： alter table 表名 drop index 索引名；
索引名就是show keys from 表名中的 Key_name 字段
drop index 索引名 on 表名;
结语
以上便是MySQL索引的内容了。如果喜欢我的内容，请点赞、收藏加关注，多多支持我这个编程小白啊，以及欢迎各位在评论区讨论交流，并指出我的不足，谢谢大家。
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