面试官让我谈谈对mysql索引的认识,我是这么答的



 





引言



大家好,我渣渣烟。我曾经写过一篇《面试官:讲讲mysql表设计要注意啥》,当时写完后,似乎效果还行!



于是呢,决定再来一个mysql的数据库专题,这篇我们就来谈谈关于索引方面的mysql面试题。还是老规矩,讲的是在Innodb存储引擎下的情形,毕竟我还真没用过Mysiam之类的存储引擎。



ps:其实很早就想写了,一直偷懒!



其实这下面每个问题,我都可以讲一篇文章出来!而且这些问题,不是我凭空编的。如下图所示(注意看第三题)





 




 



所以我回忆了一下,索引常见考点有哪些,总结成了这篇文章!



主要题目有下面这些




  • (1)你一般怎么建索引的?


  • (2)讲讲索引的分类?你知道哪些?


  • (3)如何避免回表查询?什么是索引覆盖?


  • (4)现在我有一个列,里头的数据都是唯一的,需要建一个索引,选唯一索引还是普通索引?


  • (5)mysql索引是什么结构的?用红黑树可以么?


  • (6)mysql某表建了多个单索引,查询多个条件时如何走索引的?



正文



1、你一般怎么建索引的?



烟哥注:曾记得有一个粉丝来找我的时候,出现如下搞笑一幕




渣渣烟:"你这个简历上写了拥有SQL优化经验,你怎么建索引的?"



只见该粉丝嘿嘿一笑..说道:"就那样建啊"



渣渣烟:"噢(第二声),就哪样建啊"



粉丝:"就网上说的那些索引规则啊"



渣渣烟:"那你怎么知道那些SQL出问题,需要建索引呢?"



粉丝:"我.."




嗯,这道题其实很基础。但是有没有做过,这题是可以看出来的。



去my.cnf里配置三个配置



打开慢查询日志
slow_query_log=1
慢查询日志存储路径
slow_query_log_file=/var/log/mysql/log-slow-queries.log
SQL执行时间大于3秒,则记录日志
long_query_time=3


监控到慢SQL后,就马上开始建索引?



NO,NO,NO.这种时候,应该先考虑你的SQL能不能进行SQL优化。



例如,当只要一行数据时使用 limit 1



查询时如果已知会得到一条数据,这种情况下加上 limit 1 会增加性能。因为 mysql 数据库引擎会在找到一条结果停止搜索,而不是继续查询下一条是否符合标准直到所有记录查询完毕。



然而大多数情况下,业务SQL十分复杂,没法优化。所以就要建立索引了。这个时候,参照如下规则建立索引




  • (1)索引并非越多越好,大量的索引不仅占用磁盘空间,而且还会影响insert,delete,update等语句的性能


  • (2)避免对经常更新的表做更多的索引,并且索引中的列尽可能少;对经常用于查询的字段创建索引,避免添加不必要的索引


  • (3)数据量少的表尽量不要使用索引,由于数据较少,查询花费的时间可能比遍历索引的时间还要短,索引可能不会产生优化效果


  • (4)在条件表达式中经常用到不同值较多的列上创建索引,在不同值很少的列上不要建立索引。比如性别字段只有男女俩个值,就无需建立索引。如果建立了索引不但不会提升效率,反而严重减低数据的更新速度


  • (5)在频繁进行排序或者分组的列上建立索引,如果排序的列有多个,可以在这些列上建立联合索引。



2、讲讲索引的分类?你知道哪些?



从物理存储角度:



聚簇索引和非聚簇索引



从数据结构角度:



B+树索引、hash索引、FULLTEXT索引、R-Tree索引



从逻辑角度:




  • 主键索引:主键索引是一种特殊的唯一索引,不允许有空值


  • 普通索引或者单列索引


  • 多列索引(复合索引):复合索引指多个字段上创建的索引,只有在查询条件中使用了创建索引时的第一个字段,索引才会被使用。使用复合索引时遵循最左前缀集合


  • 唯一索引或者非唯一索引


  • 空间索引:空间索引是对空间数据类型的字段建立的索引,MYSQL中的空间数据类型有4种,分别是GEOMETRY、POINT、LINESTRING、POLYGON。



3、如何避免回表查询?什么是索引覆盖?



这个问题,如果要看详细版,请参阅文章《Innodb中索引的原理》



这里简单说一下。



当能通过读取索引就可以得到想要的数据,那就不需要回表读取行了。一个索引包含了(或覆盖了)满足查询结果的数据就叫做索引覆盖。



例如此时有一张表table1,有一个联合索引(a,b)



执行如下SQL



select a,b from table1


在索引上就能找到结果,就不用回表去查询!



而你执行的是



select a,b,c from table2


c列在索引上不存在,就需要回表查询。



需要说明的是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不存储索引列的值,所以mysql只能用B+ tree索引做覆盖索引。



4、现在我有一个列,里头的数据都是唯一的,需要建一个索引,选唯一索引还是普通索引?



答唯一索引!



首先,在孤尽出的《阿里巴巴JAVA开发规范》中有这么一段话




【强制】业务上具有唯一特性的字段,即使是多个字段的组合,也必须建成唯一索引



说明:不要以为唯一索引影响了 insert 速度,这个速度损耗可以忽略,但提高查找速度是明显的;另外,即使在应用层做了非常完善的校验控制,只要没有唯一索引,根据墨菲定律,必然有脏数据产生。




那好,下一问出现了!



为什么唯一索引的插入速度比不上普通索引?为什么唯一索引的查找速度比普通索引快?



这个问题就要从Insert Buffer开始讲起了,在进行非聚簇索引的插入时,先判断插入的索引页是否在内存中。如果在,则直接插入;如果不在,则先放入Insert Buffer 中,然后再以一定频率和情况进行Insert Buffer和原数据页合并(merge)操作。



这么做的优点:能将多个插入合并到一个操作中,就大大提高了非聚簇索引的插入性能。



InnoDB 从 1.0.x 版本开始引入了 Change Buffer,可以算是对 Insert Buffer 的升级。从这个版本开始,InnoDB 存储引擎可以对 insert、delete、update 都进行缓存。



唯一速度的插入比普通索引慢的原因就是:




  • 唯一索引无法利用Change Buffer


  • 普通索引可以利用Change Buffer



于是乎下一问又来了!



为什么唯一索引的更新不使用 Change Buffer?



因为唯一索引为了保证唯一性,需要将数据页加载进内存才能判断是否违反唯一性约束。但是,既然数据页都加载到内存了,还不如直接更新内存中的数据页,没有必要再使用Change Buffer。



最后回答一下,唯一索引的搜索速度比普通索引快的原因就是:




  • 普通索引在找到满足条件的第一条记录后,还需要判断下一条记录,直到第一个不满足条件的记录出现。


  • 唯一索引在找到满足条件的第一条记录后,直接返回,不用判断下一条记录了。



5、mysql索引是什么结构的?用红黑树可以么?



这个妥妥答最常见的B+ Tree。



AVL树和红黑树基本都是存储在内存中才会使用的数据结构。在大规模数据数据存储的时候,显然不能将全部数据全部加载进内存,因此如果采用红黑树,就会造成频繁IO,效率低下。



那为啥不用B Tree,而选择B+ tree呢?



这就需要贴一下经典的两张图。B tree是长下面这样的



 





 




注意一下B tree的两个明显特点




  • 树内存储数据


  • 叶子节点上无链表



而B+ tree长下面这样的



 





 




 



注意一下B+ tree的两个明显特点




  • 数据只出现在叶子节点


  • 所有叶子节点增加了一个链指针



接下来就可以开始编了~~比如数据库索引采用B+ tree的主要原因是B Tree在提高了磁盘IO性能的同时并没有解决元素遍历的效率低下的问题。正是为了解决这个问题,B+ tree应运而生。B+ tree只要遍历叶子节点就可以实现整棵树的遍历。而且在数据库中基于范围的查询是非常频繁的,如果使用B Tree,则需要做局部的中序遍历,可能要跨层访问,效率太慢。



提示,我下一问就是:



你刚才说了这么多B tree不行,那你知道为啥Mongodb用B Tree当索引,而不用B+ Tree么?



(从关系数据库和非关系数据库的区别角度去答,不拓展了!仔细想想,在Mongodb里表示二者的关系,你会怎么处理!)



6、mysql某表建了多个单索引,查询多个条件时如何走索引的?



其实,我看到这题的时候,内心一抖。这题让后端开发来答,真的很拼功底!



这里希望大家先看看我的另一篇文章《我是一条DQL》。此题在考优化器的知识!此题是在考察优化器如何抉择索引的!优化器会评估出走哪个索引最优,然后执行。



Mysql在优化器中有一个优化器称为Range 优化器,负责进行范围查询的优化!



那么该优化器计算执行成本有两种方式index dive与index statistics。



它们是MySQL优化器对开销代价的估算方法,前者统计速度慢但是能得到精准的值,后者统计速度快但是数据未必精准。



坦白说写到这里,我内心痛哭流涕,要把index dive和index statistics写明白,真不是一件容易的事,这里只能稍微扯扯。



对于index dive:



计算成本的方式为



COST = CPU COST + IO COST


其中CPU COST指的是处理返回记录所花的开销。而IO COST指的是读取页面的开销。



mysql会对每种索引的执行情况,进行上述成本计算,最后以成本小的方式进行执行。



但是呢,在某些情况下mysql执行index dive的成本太大。因此优化器会选择以index statistics方式进行估算成本。



具体如下:



SHOW INDEX FROM tbl_name [FROM db_name]


此时出来的结果中,有一列名为Cardinality,该值表示索引列中不重复值的个数。



简单来说就是,索引列的唯一值的个数,如果是复合索引就是唯一组合的个数。



这个数值将会作为mysql优化器对语句执行计划进行判定时依据。如果唯一性太小,那么优化器会认为,这个索引对语句没有太大帮助,而不使用索引。



Cardinality值越大,就意味着,使用索引能排除越多的数据,执行也更为高效。





 


点赞(0) 打赏

评论列表 共有 0 条评论

暂无评论

热门产品

历史上的今天:03月29日

热门专题

国家开放大学|国家开放大学报名,国家开放大学报考,国家开放大学,什么是国家开放大学,国家开放大学学历,国家开放大学学费,国家开放大学报名条件,国家开放大学报名时间,国家开放大学学历,国家开放大学专业
国家开放大学
弥勒综合高中|弥勒综合高中
弥勒综合高中
大理科技管理学校|大理科技管理学校,大理科技,大理科技中等职业技术学校,大理科技管理中等职业技术学校,大理科技学校
大理科技管理学校
安徽开放大学|安徽开放大学报名,安徽开放大学报考,安徽开放大学,什么是安徽开放大学,安徽开放大学学历,安徽开放大学学费,安徽开放大学报名条件,安徽开放大学报名时间,安徽开放大学学历,安徽开放大学专业
安徽开放大学
昆明综合高中|昆明综合高中
昆明综合高中
云南巨榕教育投资集团有限公司|云南巨榕教育投资集团有限公司,巨榕教育集团,巨榕教育
云南巨榕教育投资集团有限公司
大理科技管理学校|大理科技管理中等职业技术学校,大理市科技管理中等职业技术学校
大理科技管理学校
安徽中源管业有限公司|安徽中源管业有限公司,安徽中源管业有限公司介绍,安徽中源管业有限公司电话,安徽中源管业有限公司地址,安徽中源管业有限公司厂家,安徽中源管业有限公司电力管,安徽中源管业有限公司管材
安徽中源管业有限公司

微信小程序

微信扫一扫体验

立即
投稿

微信公众账号

微信扫一扫加关注

发表
评论
返回
顶部