北大青鸟设计培训：mysql数据库的优化方法？

我们都知道，服务器数据库的开发一般都是通过java或者是PHP语言来编程实现的，而为了提高我们数据库的运行速度和效率，数据库优化也成为了我们每日的工作重点，今天，昌平IT培训http://www.kmbdqn.cn/就一起来了解一下mysql服务器数据库的优化方法。

为什么要了解索引真实案例案例一：大学有段时间学习爬虫，爬取了知乎300w用户答题数据，存储到mysql数据中。

那时不了解索引，一条简单的“根据用户名搜索全部回答的sql“需要执行半分钟左右，完全满足不了正常的使用。

案例二：近线上应用的数据库频频出现多条慢sql风险提示，而工作以来，对数据库优化方面所知甚少。

例如一个用户数据页面需要执行很多次数据库查询，性能很慢，通过增加超时时间勉强可以访问，但是性能上需要优化。

索引的优点合适的索引，可以大大减小mysql服务器扫描的数据量，避免内存排序和临时表，提高应用程序的查询性能。

索引的类型mysql数据中有多种索引类型，primarykey，unique，normal，但底层存储的数据结构都是BTREE有些存储引擎还提供hash索引，全文索引。

BTREE是常见的优化要面对的索引结构，都是基于BTREE的讨论。

B-TREE查询数据简单暴力的方式是遍历所有记录如果数据不重复，就可以通过组织成一颗排序二叉树，通过二分查找算法来查询，大大提高查询性能。

而BTREE是一种更强大的排序树，支持多个分支，高度更低，数据的插入、删除、更新更快。

现代数据库的索引文件和文件系统的文件块都被组织成BTREE。

btree的每个节点都包含有key，data和只想子节点指针。

btree有度的概念d>=1。

假设btree的度为d，则每个内部节点可以有n=[d+1，2d+1)个key，n+1个子节点指针。

树的大高度为h=Logb[(N+1)/2]。

索引和文件系统中，B-TREE的节点常设计成接近一个内存页大小(也是磁盘扇区大小)，且树的度非常大。

这样磁盘I/O的次数，就等于树的高度h。

假设b=100，一百万个节点的树，h将只有3层。

即，只有3次磁盘I/O就可以查找完毕，性能非常高。

索引查询建立索引后，合适的查询语句才能大发挥索引的优势。

另外，由于查询优化器可以解析客户端的sql语句，会调整sql的查询语句的条件顺序去匹配合适的索引。

1. 对order by使用复合索引

order by和limit一起使用，避免引起全表扫描和数据排序是非常重要的，因此借助合适的索引提高查询效率。

使用联合索引

联合索引又叫复合索引，是由表中的几个列联合组成的索引。联合索引生效需满足最左前缀原则，即如果联合索引列为a,b,c三列，a,b,c 、a,b 、a生效，b,c、a,c、b、c等不生效（此处的顺序不是where条件后面的先后顺序，而是where条件中是否存在这些列，如果where中只存在a,c列，则不生效）。

索引生效，与where条件的顺序无关：

索引失效，与where条件的列是否存在有关：

带IN条件的联合索引失效

in的参数个数为1个，联合索引生效，大于1个，索引失效。所以使用了强制索引使联合索引生效。

原因分析：

第一、取决于B树的数据结构，单参数的IN只会得到一颗基于model子树，该子树的code本身是有序的，所以索引生效，查询效率高；多参数的IN会得到多颗基于model的子树，每颗子树的code字段是有序的，但是总体上可能不是有序的，所以索引失效，查询效率低。

第二、使用强制索引后，理论上无法保证order by的顺序，但是如果数据本身的特性，比如时间递增的这类数据，总体上还是有序的，笔者试过多中途径想要迫使强制索引得到错误的结果，结果都对了。强制索引需进一步研究。

2. 大数据量limit慎用

limit常用于分页中，有两种用法，三种写法：

偏移量offset较大的优化

limit偏移量较小时性能优秀，分页越到后面，偏移量递增，limit的性能会逐渐下降。

此时，通过子查询优化limit，效果如下：

以上数据来自一张超过2000万的MySQL单表，仅供参考，能够说明子查询明显能够提升效率，笔者开始尝试把子查询的order by去掉，发现查询效率又提升2倍，但是对比发现数据不正确，explain后发现查询优化器给出的子查询索引并不是id（此表建有多个索引，id是主键，区分度最高），这一点比较困惑。

ps：在sql语句中，limt关键字是最后才用到的。以下条件的出现顺序一般是：where->group by->having-order by->limit

mysql中查询第几行到第几行的记录

1、查询前n行

       查询第一行

2、查询第n行到第m行

        查询第4行到 第6行

3、查询后n行

查询最后一行

4、查询一条记录的下一条记录

查询一条记录的上一条记录

索引就是为特定的mysql字段进行一些特定的算法排序，比如二叉树的算法和哈希算法，哈希算法是通过建立特征值，然后根据特征值来快速查找。

1.普通索引:(index)最基本的索引，没有任何限制  目的:加快数据的查询速度

2.唯一索引:(unique)  与"普通索引"类似，不同的就是：索引列的值必须唯一，但允许有空值。

3.主键索引(primary key) 它 是一种特殊的唯一索引，不允许有空值。

4.复合索引:index(a,b,c)  为了更多的提高mysql效率可建立组合索引，遵循”最左前缀“原则。

5.全文索引:fulltext  仅可用于 MyISAM 表，针对较大的数据，生成全文索引很耗时耗空间。

第一类是myisam存储引擎使用的叫做b-tree结构，

第二类是innodb存储引擎使用的叫做聚簇结构（也是一种 b-tree）。 如下图：

注意：

1.myisam不需要回行处理 

2.innodb不需要回行处理,直接可以获取数据,因为innodb的储存引擎是包含了数据和索引文件的,其主键索引包含了数据,(唯一索引及普通索是没有直接包含数据的)

1、索引列不能参与计算

​ 有索引列参与计算的查询条件对索引不友好（甚至无法使用索引），如from_unixtime(create_time) = '2014-05-29'。

​ 原因很简单，如何在节点中查找到对应key？如果线性扫描，则每次都需要重新计算，成本太高；如果二分查找，则需要针对from_unixtime方法确定大小关系。

因此，索引列不能参与计算。上述from_unixtime(create_time) = '2014-05-29'语句应该写成create_time = unix_timestamp('2014-05-29')。

2、最左前缀匹配

​ 如有索引(a, b, c, d)，查询条件a = 1 and b = 2 and c >3 and d = 4，则会在每个节点依次命中a、b、c，无法命中d。也就是最左前缀匹配原则。

3、冗余和重复索引

​ ​ 冗余索引是指在相同的列上按照相同的顺序创建的相同类型的索引，应当尽量避免这种索引，发现后立即删除。比如有一个索引(A,B)，再创建索引(A)就是冗余索引。冗余索引经常发生在为表添加新索引时，比如有人新建了索引(A,B)，但这个索引不是扩展已有的索引(A)

4、避免多个范围条件

        select user.* from user where login_time >'2017-04-01' and age between 18 and 30

​ 比如想查询某个时间段内登录过的用户：它有两个范围条件，login_time列和age列，MySQL可以使用login_time列的索引或者age列的索引，但无法同时使用它们 .

5、覆盖索引 (能扩展就不新建)

​ 如果一个索引包含或者说覆盖所有需要查询的字段的值，那么就没有必要再回表查询，这就称为覆盖索引。覆盖索引是非常有用的工具，可以极大的提高性能，因为查询只需要扫描索引会带来许多好处：

1.索引条目远小于数据行大小，如果只读取索引，极大减少数据访问量2.索引是有按照列值顺序存储的，对于I/O密集型的范围查询要比随机从磁盘读取每一行数据的IO要少的多

6、选择区分度高的列作索引

如，用性别作索引，那么索引仅能将1000w行数据划分为两部分（如500w男，500w女），索引几乎无效。

区分度的公式是count(distinct ) / count(*)，表示字段不重复的比例，比例越大区分度越好。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的区分度趋近于0。

7、删除长期未使用的索引

场景一(覆盖索引 5)

索引应该建在选择性高的字段上（键值唯一的记录数/总记录条数），选择性越高索引的效果越好、价值越大，唯一索引的选择性最高；

组合索引中字段的顺序，选择性越高的字段排在最前面；

where条件中包含两个选择性高的字段时，可以考虑分别创建索引，引擎会同时使用两个索引（在OR条件下，应该说必须分开建索引）；

不要重复创建彼此有包含关系的索引，如index1(a,b,c) 、index2(a,b)、index3(a)；

组合索引的字段不要过多，如果超过4个字段，一般需要考虑拆分成多个单列索引或更为简单的组合索引；

不要滥用索引。因为过多的索引不仅仅会增加物理存储的开销，对于插入、删除、更新 *** 作也会增加处理上的开销，而且会增加优化器在选择索引时的计算代价。

因此太多的索引与不充分、不正确的索引对性能都是毫无益处的。一言以蔽之，索引的建立必须慎重，对每个索引的必要性都应该经过仔细分析，要有建立的依据。

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