实验7 索 引
索引是与表或视图关联的磁盘上的结构，可以加快从表或视图中检索行的速度。索引包含由表或视图中的一列或多列生成的键。这些键存储在一个B树结构中，使MySQL可以快速有效地查找与键值关联的行。设计良好的索引可以减少磁盘I/O操作，减少系统消耗的资源，从而提高查询性能。
【实验目的】
①理解索引的定义及优点。
②掌握创建索引的方法。
③掌握如何创建索引才能提高查询速度。
④掌握获得执行计划的方法。
⑤掌握管理索引的方法。
【知识要点】
（1）索引类型
1）根据索引的具体用途分类
MySQL中的索引在逻辑上分为以下 5 类。
①普通索引：普通索引是MySQL中最基本的索引类型，它没有任何限制，唯一任务就是加快系统对数据的访问速度。普通索引允许在定义索引的列中插入重复值和空值。创建普通索引时，通常使用的关键字是 INDEX或KEY。
②唯一索引：与普通索引类似，不同的是创建唯一性索引的目的不是为了提高访问速度，而是为了避免数据出现重复。唯一索引列的值必须唯一，允许有空值。如果是组合索引，则列值的组合也必须唯一。创建唯一索引通常使用UNIQUE关键字。
③主键索引：主键索引就是专门为主键字段创建的索引，是一种特殊的唯一索引，不允许值重复或者值为空。创建主键索引通常使用PRIMARY KEY关键字，不能使用CREATE INDEX语句创建主键索引。
④空间索引：空间索引是对空间数据类型的字段建立的索引，使用SPATIAL关键字进行创建。创建空间索引的列必须将其声明为NOT NULL，空间索引只能在存储引擎为MyISAM的表中创建。空间索引主要用于地理空间数据类型GEOMETRY。对于初学者来说，这类索引很少会用到。
⑤全文索引：全文索引主要用来查找文本中的关键字，只能在CHAR、VARCHAR或TEXT类型的列上创建，允许在索引列中插入重复值和空值。在MySQL中只有MyISAM存储引擎支持全文索引。对于大容量的数据表，生成全文索引非常消耗时间和硬盘空间。创建全文索引使用FULLTEXT关键字。
2）根据索引列的多少分类
索引分为单列索引和组合索引。
①单列索引：单列索引就是在表中的单个字段上创建索引。单列索引可以是普通索引，也可以是唯一性索引，还可以是全文索引。
②组合索引：组合索引也称为复合索引或多列索引。组合索引是在表的多个字段上创建一个索引。该索引指向创建时对应的多个字段，可以通过这几个字段进行查询。但是，只有查询条件中使用了这些字段中第一个字段时，索引才会被使用。
（2）创建索引的语法格式
CREATE [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] INDEX index_name
[index_type]
ON tbl_name (key_part,...)
[index_option]
[algorithm_option | lock_option] ...
key_part: {col_name [(length)] | (expr)} [ASC | DESC]
index_option: {
KEY_BLOCK_SIZE [=] value
| index_type
| WITH PARSER parser_name
| COMMENT 'string'
| {VISIBLE | INVISIBLE}
| ENGINE_ATTRIBUTE [=] 'string'
| SECONDARY_ENGINE_ATTRIBUTE [=] 'string'(https://www.daowen.com)
}
index_type:
USING {BTREE | HASH}
algorithm_option:
ALGORITHM [=] {DEFAULT | INPLACE | COPY}
lock_option:
LOCK [=] {DEFAULT | NONE | SHARED | EXCLUSIVE}
（3）EXPLAIN分析工具
EXPLAIN是MySQL必不可少的一个分析工具，主要用来测试SQL语句的性能及对SQL语句的优化，或者说模拟优化器执行SQL语句。在SELECT语句之前增加EXPLAIN关键字，执行后MySQL就会返回执行计划的信息，而不是执行SQL语句。但如果FROM中包含子查询，MySQL仍会执行该子查询，并把子查询的结果放入临时表中。
EXPLAIN语句执行后的结果表中列的含义如下：
①id列： id列的编号是SELECT的序列号，有几个SELECT就有几个id，并且id是按照SELECT出现的顺序增长的，id列的值越大，优先级越高，id相同则是按照执行计划列从上往下执行，id为空则是最后执行。
②select_type列：表示对应行是简单查询还是复杂查询。
• simple：不包含子查询和UNION的简单查询。
• primary：复杂查询中最外层的SELECT。
• subquery：包含在SELECT中的子查询（不在FROM的子句中）。
③table列：表示当前行访问的是哪张表。当FROM中有子查询时，table列的格式为<derivedN>，表示当前查询依赖id=N行的查询，所以先执行id=N行的查询。当有UNION查询时，UNION RESULT的table列的值为<union1，2>，1和2表示参与UNION的行id。
④partitions列：查询将匹配记录的分区。对于非分区表，该值为 NULL。
⑤type列：表示关联类型或访问类型，也就是MySQL决定如何查找表中的行。依次从最优到最差分别为：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL。
• NULL：MySQL能在优化阶段分解查询语句，在执行阶段不用再去访问表或者索引。
• system、const：MySQL对查询的某部分进行优化并把其转化成一个常量（可以通过show warnings命令查看结果）。system是const的一个特例，表示表里只有一条元组匹配时为system。
• eq_ref：主键或唯一键索引被连接使用，最多只会返回一条符合条件的记录。简单的SELECT查询不会出现这种type。
• ref：相比eq_ref，不使用唯一索引，而是使用普通索引或者唯一索引的部分前缀，索引和某个值比较，会找到多个符合条件的行。
• range：通常出现在范围查询中，比如IN、BETWEEN、大于、小于等。使用索引来检索给定范围的行。
• index：扫描全索引拿到结果，一般是扫描某个二级索引，二级索引一般比较少，所以通常比ALL快一点。
• ALL：全表扫描，扫描聚簇索引的所有叶子节点。
⑥possible_keys列：此列显示在查询中可能用到的索引。如果该列为NULL，则表示没有相关索引，可以通过检查WHERE子句看是否可以添加一个适当的索引来提高性能。
⑦key列：此列显示MySQL在查询时实际用到的索引。在执行计划中可能出现possible_keys列有值，而key列为NULL，这种情况可能是表中数据不多，MySQL认为索引对当前查询帮助不大而选择了全表查询。如果想强制MySQL使用或忽视possible_keys列中的索引，在查询时可使用force index、ignore index。
⑧key_len列：此列显示MySQL在索引里使用的字节数，通过此列可以算出具体使用了索引中的哪些列。索引最大长度为768字节，当长度过大时，MySQL会做一个类似最左前缀处理，将前半部分字符提取出做索引。当字段可以为NULL时，还需要1个字节去记录。
⑨ref列：此列显示key列记录的索引中，表查找值时使用到的列或常量。常见的有const、字段名。
⑩rows列：此列是MySQL在查询中估计要读取的行数。注意这里不是结果集的行数。
⑪Extra列： 此列是一些额外信息。常见的重要值如下：
• Using index：使用覆盖索引。
• Using where：使用WHERE语句来处理结果，并且查询的列未被索引覆盖。
• Using index condition：查询的列不完全被索引覆盖，WHERE条件中是一个查询范围。
• Using temporary：MySQL需要创建一张临时表来处理查询。出现这种情况一般是要进行优化的。
• Using filesort：将使用外部排序而不是索引排序，数据较小时从内存排序，否则需要在磁盘完成排序。
• Select tables optimized away：使用某些聚合函数（比如 MAX、MIN）来访问存在索引的某个字段时，优化器会通过索引直接一次定位到所需要的数据行完成整个查询。
