MySQL(1) - 基础

 参考资料：

　　http://www.jianshu.com/p/91e3af27743f

一、MySQL介绍以及安装

1.1 MySQL介绍

　　MariaDB数据库管理系统是MySQL的一个分支，主要由开源社区进行维护，采用GPL授权许可。Oracle在收购MySQL之后，有将MySQL闭源的潜在可能。Google Facebook等在大约2年前基本完全弃用了MySQL转向了MariaDB，而在较新的Linux发行版，例如CentOS7中也把MySQL改为了MariaDB。

　　MariaDB由MySQL的创始人麦格尔主导研发，直到5.5版本，MariaDB均按照MySQL的版本，而从2012年开始，不再使用MySQL的版本号，10.0.x均以5.5版为基础，进行新特性的开发。

　　MariaDB的API完全兼容MySQL，因此之后的MySQL均以MariaDB为准使用。

 MySQL的架构如下图所示：

MySQL 组件：

• Connetcion Pool：MySQL的线程池，负责客户端连接的维护，包含连接密码认证，线程重用，连接数控制，内存检测以及连接线程的缓存功能。
• SQL Interface：SQL接口，提供了MySQL的大多数逻辑组件，类似Linux的Shell，包含了DML,DDL,视图，过程等等MySQL中常用的组件。
• Parser：MySQL的Query Translation，将SQL接口接收的语句转换为MySQL内部接口的语句，并提供了权限验证功能。
• Optimizer:　　SQL语句在查询之前会使用查询优化器对其进行优化，并记录到统计数据中。
• Caches & Buffers:  MySQL自我管理的缓存和Buffer
• Pluggable Storeage Engines: MySQL支持插件式的存储引擎，存储引擎是MySQL和文件系统打交道的具体系统。
• File system: 外部的文件系统
• Files & logs: MySQL的物理视图，即MySQL在文件系统中的具体文件，例如事务中的Redo日志，Undo日志，Data数据文件，Index索引文件，错误日志，慢查询日志等等。

　

MySQL的设计是一个单进程多线程的架构设计，通过线程池来进行管理的每一个用户连接的设计，因此从一开始MySQL对多核心系统的利用就欠佳，直到MySQL5.5开始大规模企业化之后，一直致力于MySQL在多核系统中的表现。但是MySQL在每一个连接中依旧只能利用到单核心，即你的SQL语句哪怕再复杂，也只能用一个CPU去处理。

由于MySQL只有1个进程，而单个进程在Linux系统上能使用的内存是有限制的，因此MySQL没有其他选择，必须使用64位的操作系统，否则内存的限制将是一个无法解决的瓶颈。

1.2 安装 

MaraiDB的安装方式多种多样，Centos7自带yum源中的就是MariaDB

yum install -y jemalloc jemalloc-devel #依赖于其中的一个共享库文件
安装方式一般有三种：
(1) rpm:
        OS: 操作系统的yum源中自带
        官方： 官网上下载rpm包并且进行安装
(2) 源码包: 需要自己编译，除非有特定需求，不建议这么做
(3) 通用二进制格式的程序包：

下面以CentOS7为例，使用通用二进制格式的程序包安装：准备admin用户mysql,mysql组

    (1) 准备数据目录；
        以/mydata/data目录为例；（最好是创建一个新的分区专门存放数据）
        chown -R mysql.mysql /mydata/data/
    (2) 安装配置mariadb                        
        # useradd  -r  mysql
        # tar xf  mariadb-VERSION.tar.xz  -C  /usr/local
        # cd /usr/local
        # ln  -sv  mariadb-VERSION  mysql
        # cd  /usr/local/mysql
        # chown  -R  root:mysql  ./*
        # scripts/mysql_install_db  --user=mysql  -datadir=/mydata/data 初始化数据，不能使用绝对路径，只能在这个位置
        # cp  support-files/mysql.server   /etc/init.d/mysqld
        # chkconfig   --add  mysqld
    (3) 提供配置文件
        ini格式的配置文件；各程序均可通过此配置文件获取配置信息；
            [program_name]
                            
        OS Vendor提供mariadb rpm包安装的服务的配置文件查找次序：
            /etc/mysql/my.cnf  --> /etc/my.cnf  --> --default-extra-file=/PATH/TO/CONF_FILE  --> ~/.my.cnf
            
        通用二进制格式安装的服务程序其配置文件查找次序：
            /etc/my.cnf  --> /etc/mysql/my.cnf  --> --default-extra-file=/PATH/TO/CONF_FILE  --> ~/.my.cnf
            
        获取其读取次序的方法：
            mysqld  --verbose  --help | less
            
        # cp  support-files/my-large.cnf  /etc/my.cnf
        
        添加三个选项：
            datadir = /mydata/data
            innodb_file_per_table = ON
            skip-name-resolve = ON
            
    (4) 启动服务
        # service  mysqld  start
安装完成后，使用mysql_secure_installation进行固化操作：

　　root密码

　　禁止root远程登录

　　移除匿名用户

 

 

二、MySQL架构

2.1 MySQL逻辑架构

上图为MySQL的逻辑架构图，

第一层架构非常容易理解，大多数基于网络socket进行通信的工具或者服务都有类似的架构。比如连接处理、授权认证、安全等等。

第二层是比较有意思的部分，大多数MySQL的核心服务都在这一层，包括查询解析、分析、优化、缓存以及所有的内置函数(例如日期 时间 数学 加密)，所有跨存储引擎(即和存储引擎无关)的功能都实现这一层：存储过程、触发器、视图等。

第三层包含了存储引擎。存储引擎负责MySQL中数据的存储和提取。和GUN/Linux中的各种文件系统一样，每个存储引擎都有它的优势和劣势。服务器通过API与存储引擎进行通信，这些接口屏蔽了不同存储引擎的差异。存储引擎API包含了几十个底层函数，用于执行例如"开始一个事务"或者"根据主键提取一行"记录等。存储引擎不会去解析SQL(InnoDb是一个例外，它会解析外键定义，因为MySQL服务器本身没有实现该功能)，不同存储引擎之间不会相互通信，而只是简单地响应上层服务器的请求。

2.2  连接管理和安全性

每个客户端连接都会在服务器进程中拥有一个线程，这个连接的查询只会在单独的线程中去执行，该线程只能轮流在某个CPU核心或者CPU中运行。服务器会负责缓存线程，因为不需要为每一个连接创建或者销毁线程。(MySQL5.5或者更新的版本提供了一个API：支持线程池Thread-Pooling插件，可以使用池中的少量线程来服务大量的连接)

当客户端(应用)连接到MySQL服务器时，服务器需要对其进行认证。认证基于用户名、原始主机信息和密码。如果使用了安全套接字(SSL，还支持证书)。一旦连接成功，服务器会继续验证该客户端是否具有执行某个特定查询的权限，例如，是否允许客户端是否对world数据库的Country表执行SELECT语句。

2.3  优化和执行

MySQL会解析查询，并创建内部数据结构(解析树)，然后对其各种优化、包括重写查询，决定表的读取顺序，以及选择合适的索引等。用户可以通过特殊的关键字(hint)去提示优化器，影响它的决策 ，

也可以使用explain解析优化过程的各个因数，使用户可以知道服务器如何决策，并提供一个参考基准，以便于用户可以重构查询和schema，修改相关配置，使得应用尽可能高效运行。

优化器不关心表使用的存储引擎是什么，但是存储引擎对性能的影响又很重要。优化器会请求存储引擎提供容量或者某个具体操作的开销信息，以及表数据的统计信息等。例如，某些存储引擎的某种索引特性等。

对于SELECT 语句，在解析查询之前，服务器会先检查查询缓存，如果有缓存直接从缓存中返回。

 

2.4 并发控制

1. 读写锁:
读锁：共享锁
写锁：排他锁
就是一般的读写锁：读锁与读锁不互斥，写锁比读锁拥有更高的优先级。

2. 锁粒度：
一种提高共享资源并发性的方式就是让锁定对象更有选择性。尽量只锁定需要修改的部分数据，而不是所有的资源，可是问题是加锁也需要消耗资源，粒度越小的锁越需要管理，获取锁，检查锁是否删除，释放等等。
所谓的锁策略：就是在锁的开销和数据的安全性之间取得平衡。
MySQL提供了多种选择，每种存储引擎可以实现自己的锁策略和锁粒度。在存储引擎的设计中，锁管理是一个非常重要的决定，下面介绍2种最重要的锁策略。

表锁(table lock):
　　最基本的锁策略，并且是开销最小的。尽管存储引擎可以自己管理锁，MySQL本身还是会听各种机制来实现目的。例如，服务器会为诸如ALTER TABLE这样的语句使用表锁，而忽略存储引擎的锁机制

行级别锁(row lock):
　　行级锁可以最大程度地支持并发处理(同时也带来最大的锁开销)。众所周知，在InnoDB和XtraDB，以及其他一些存储引擎中实现了行级锁。行级锁只在存储引擎层实现，而MySQL服务器层没有实现。

 

而从用户的角度看又可以分为显示锁，用户可以显示请求调用的锁称为显示锁，是表级锁，而隐式锁则是由存储引擎自动施加的锁，用户不可见，由存储引擎决定。

从锁的粒度来看分为表级锁和行级锁，锁的粒度精细，实现越复杂，因此锁的使用策略就是在粒度和控制上实现一种平衡。

2.5 事务

事务： A transaction is a group of SQL queries that one threated atomically, as a single unit of work.

　　Atomicity:A transaction must function as a single indivisible unit of work so that the entire transaction is either applied or rolled back

　　Consistency:The database should always move from one consistent state to the next

　　Isolation:The results of a transaction are usually invisble to the other transactions until the transaction is complete.

　　Durability:Once commited, a transaciton's changes are permanent.

tx_isolation: 隔离级别

可以使用命令show variables like 'tx_%';查看事务隔离级别tx_isolation

事务隔离级别：(Isolation Levels)

　　READ-UNCOMMITED:Transactions can view the results of uncommited transactions

　　READ-COMMITED:A transaction will see only those changes made by transactions that were already commited when it began, and its change won't be visible to other unitl it has commited

　　REPEATABLE-READ:It gurantees that any rows a transaction read will "look the same" in subsequent reads within the same transaction, but in theory it still allows another tricky problem: phantom reads.

　　SERIALIZABLE:one by one.

 

死锁：

　　

 

看上面的2个事务，如果凑巧，2个事务同时执行了第一条SQL语句，更新了一行数据，同时也锁定了该行数据，接着2个事务去尝试第二条SQL语句，发现被对方锁定，跟Java代码中多线程顺序死锁几乎一样，此时需要外部因素介入才能解除死锁。

为了解决这种问题，数据库系统实现了各种死锁检测和死锁超时机制。越复杂的系统，比如InnoDB存储引擎，越能检测到死锁的循环依赖，并立即返回一个错误，这种方式非常有效，否则出现超慢查询。

还有一种解决方式，当查询时达到等待超时的设定之后放弃锁清秋，这种方式不太友好，而InnoDB目前处理死锁的方法是，将持有最少行级排他锁的事务进行回滚。

前面说过，锁的行为和顺序和存储引擎相关的。也就是说，有些死锁是因为真正的数据冲突，有些则是这个存储引擎的问题。

2.5.1 事务日志

事务日志可以帮助事务的效率。使用事务日志，存储引擎在修改表的数据时只需要修改其内存拷贝，再把该修改行为记录到硬盘上的事务日志中，而不用每次都将修改的数据本身持久到磁盘。事务日志采用的是追加的方式（实际上这种日志追加方式非常常见），因此写日志的方式是一小块区域内的顺序I/O，而不是随机IO，随机IO需要在磁盘上的多个地方移动磁头，所以采用事务日志的方式相对要快的多，注意这里是指在机械硬盘上会快的多，固态硬盘...。事务日志持久后，内存中的数据可以慢慢地刷回到磁盘。目前大多数存储引擎都是这样实现的，我们通常称之为预写式日志(Write-Ahead Logging)，修改数据需要写2次磁盘。

如果数据的修改已经记录到事务日志并持久化，但数据本身还没有写回磁盘，此时系统崩溃，存储引擎在重启时能够恢复这部分的数据。具体的恢复方式视存储引擎而定。

　　InnoDB中查看事务日志

　　　　innodb_log_file_size　　　　　　　　文件大小
　　　　innodb_log_files_in_group　　　　　单组文件个数
　　　　innodb_log_group_home_dir　　　　文件home目录

　　可以在MySQL初始化时在配置文件中指定。注意文件大小要适量。

2.5.2 MySQL中的事务

MySQL中提供了2种事务型的存储引擎：InnoDB和NDB Cluster。另外还有一些第三方的存储引擎也支持事务，比较知名的包括XtraDB和PBXT。

MySQL服务器层不管理事务，事务由下层的存储引擎实现的。所以在同一个事务中，使用多种存储引擎是不可靠的~

如果在事务中混合使用了事务型(InnoDB)和非事务型(MyISAM)，在正常提交的情况下不会有问题，可是如果要回滚，非事务型的不能回滚，事务的结果将无法确定。

显示锁定和隐式锁定:

　　在InnoDB引擎中采用的是二阶段锁定协议(two-phase lockiing protocol)。在事务执行过程中，随时都可以执行锁定，锁只有在COMMIT或者ROLLBACK的时候才会释放，并且锁是在同一时刻被释放。前面描述的都是隐式锁定，InnoDB会根据隔离级别在需要的时候自动加锁。另外InnoDB也支持显式锁定，不过这些语句不属于SQL规范

SELECT clase [FOR UPDATE] [WITH READ LOACK]

 MySQL也支持LOCK TABLES和UNLOCK TABLES语句，这是在服务层实现的，和存储引擎无关。它们有自己的用途，但是并不能代替事务处理。如果应用需要用到事务，还是应该选择事务型存储引擎。

Syntax:
LOCK TABLES
    tbl_name [[AS] alias] lock_type
    [, tbl_name [[AS] alias] lock_type] ...

lock_type:
    READ [LOCAL]
  | [LOW_PRIORITY] WRITE

UNLOCK TABLES

经常可以发现，应用已经将表从MyISAM转换到InnoDB，但还是显示地使用LOCK TABLES语句。这不但没有必要，还会严重影响性能，实际上InnoDB的行级锁工作的更好。 

 LOCK TABLES和事务之间相互影响的话，情况会变的非常复杂，在某些MySQL版本中甚至会产生无法预料的结果。因此，建议出了事务中禁用了AUTOCOMMIT，可以使用LOCK TABLES外，其他任何时刻都不要显式的执行LOCK TABLES，不管使用的是什么存储引擎！

2.5.3 多版本并发控制

MySQL中的大所数事务型存储引擎实现的都不是简单的行级锁。基于提升性能的考虑，同时实现了MVVC（多版本并发控制）。不仅仅是MySQL，包括Oracle，PostgreSQL等其他数据库系统也都实现了MVCC，但各自实现的机制不尽相同，因为MVCC没有一个统一的实现标准。

可以认为MVCC是行级锁的一个变种，但是它在很多情况下避免了加锁操作，incident开销更低。虽然实现机制不同，大都实现了非阻塞的读写操作，写操作也只需要锁定必要的行。

MVCC的实现，是通过保存数据在某个时间点的快照来实现的。也就是说，不管需要执行多长的时间，每个事物看到的数据都是一致的。根据事物开始的时间不同，每个事务对同一张表，同一个时刻看到的数据可能是不一样的。

典型的实现方式：乐观(optimistic)并发控制和悲观(pessimistic)并发机制。下面我们通过InnoDB的简化版行为来说明MVCC是如何工作的

InnoDB的MVCC，是通过在每行记录后面保存2个隐藏的列来实现的。这2个列，一个保存了行的创建时间，一个保存行的过期时间(或删除时间)。当然存储的并不是实际时间，而是系统版本号(system version number)。每开始一个新的事务，系统的版本号递增。

事务开始时刻的系统版本号会做为事务的版本号，用来和查询每行记录的版本号对比。下面看在REPEATABLE READ隔离级别下，MVCC具体是如何操作的。

SELECT:

　　InnoDB根据以下条件检查每行记录：行版本号<事务版本号<删除版本号

　　　　a. InnoDB只查找版本号早于当前事务版本的数据行(也就是，行的系统版本号小于或等于事务的系统版本号)，这样可以确保事务读取的行，是事务开始之前已经存在的或者是事务自身插入或者修改的。

　　　　b. 行的删除版本要么未定义，要么大于当前事务版本号。这样可以保证事务读取到的行，在事务开始之前未被删除。

　　符合2个条件的记录，才能被作为查询结果。

INSERT

　　InnoDB为新插入的每一行保存当前系统版本号作为行版本号。

DELETE

　　InnoDB为删除的每一行保存当前系统的版本号作为行删除标识。

UPDATE

　　没更新一条记录，保存当前系统的版本号为行版本号，同时保存当前系统版本号到原来的行作为行删除标识。

保存着2个系统版本号，使得大多数读操作可以不用加锁。这样设计使得读的性能更好，并且保证只会读取到符合要求的行。不足的是每行记录都需要额外的空间，典型用空间换取时间。

注意：MVCC只有在REPEATABLE READ和READ COMMITED2个隔离级别下工作。其他2个级别不能使用MVVC。READ UNCOMMITED总是读取最新的行，而SERIALIZABLE总是对所有行为加锁。

 

 三、存储引擎

　　存储引擎说白了就是如何在文件系统上存储数据、建立索引、更新、查询等等，是MySQL的真正实现方案，MySQL是采用一种插件式的存储引擎管理方案，可以通过show engines查看MySQL支持的所有存储引擎，可以使用show table status like [table_name]的方式来查看表的存储引擎。

(1) InnoDB

　　在mysql5.5之后，InnoDB就被指定为是默认的存储引擎，而MariaDB使用percona提供的XtraDB引擎作为InnoDB的增强版，非常适合大量的短期事务。

　　为了改善InnoDB的性能，Oracle投入了大量的资源，额外的贡献者也很有帮助。之前的版本在超过4核CPU的系统中InnoDB的表现不佳，现在已经可以很好的扩展到24核，32核系统中。

　　InnoDB的数据存储在表空间中：

　　根据配置有2种情况：

　　　　第一种所有的InnoDB表中的数据和索引放置于同一表空间中，而表空间文件会放放置datadir指定的目录中，数据文件大致上为ibddata1,ibddata2.....

　　　　第二种更为常用，每个表使用独自的表空间，需要在配置文件或者启动参数中设置innodb_file_per_table=ON来启用该功能，此时每个数据文件+索引在tb_name.idb中，表格式定义元数据文件 tb_name.frm，开启这个特性对于后期的扩展是必备条件，例如一个demo的db中存储了一个t1的表，如图所示生成2个文件

　　

• InnoDB采用MVCC来支持高并发，实现了4个事务隔离级别，默认使用REPEATABLE READ，并且通过间隙锁(next-key locking)策略来防止幻读。
• InnoDB的表示基于聚簇索引。聚簇索引往往是主键索引，因此其主键索引查询有很高的性能。不过它的二级索引，即非主键索引中必须包含主键列，因此如果主键列很大，所有的索引都很大。
• InnoDB的行为非常复杂，官方手册中描述的非常清楚。
• 作为事务型的存储引擎，InnoDB可以实现真正的热备。

 

(2) MyISAM

　　MySQL自己研发的一个存储引擎，在MariaDB中使用aira作为增强版实现

　　表格式文件，数据文件，索引文件单独存放，分别是tb_name.frm,tb_name.myd,tb_name.myi

　　特性：

　　　　最大存储能力为256TB

　　　　支持全文索引Full Text

　　　　只支持表级锁

　　　　不支持事务、外键、数据缓存、不支持MVVC

　　　　只能手工修复

　　　　索引是非聚集索引

　　　　支持延迟更新索引

　　　　支持表压缩机制

 

 MySQL中其他常见的存储引擎：

　　csv：将普通的csv作为MySQL使用

　　MRG_MYISAM:将多个MyISAM表合成为一个虚拟表

　　BLACKHOLE：黑洞

　　MMEORY:　内存，支持hash索引，表级别锁

　　PERFORMANCE_SCHEMA: 伪存储引擎

　　FEDERTED: 远程MySQL代理

 

MariaDB中还支持：

　　OQGraph:　

　　SpinxSE: 可以和spinx集成

　　TokuDB：海量数据存储

　　Cassandra：可以和Cassandra集成

　　...

 

总结，如何选择存储引擎：

　　需要事务？InnoDB

　　需要外键？InnoDB

　　需要热备？InnoDB

　　需要Fulltext？MyISAM

 

 

四、查询缓存

　　从磁盘中读数据会产生磁盘IO,因此在读多写少的场景下，可以使用缓存。

　　MySQL天然支持查询缓存，在某些情况下还是可以用的，比如说单台服务器，多台服务器一般采用专门的缓存服务器比如Memcached，redis等等服务器实现。

　　这里的关注重点在MySQL本身的查询缓存，MySQL可以对每次查询做hash键，查询的数据为value进行缓存，而这里的查询key需要考略多方面因数：

　　　　查询本身

　　　　查询的数据库

　　　　客户端使用的协议版本。。。
　　注意： 查询语句任何的不同，哪怕是一个空格，一个大小写都会引起查询缓存的不同，因此所有程序员保持一定的SQL书写风格还是有必要的。

　　在前面的MySQL架构中描述了查询缓存实现的组件，而InnoDB，最常见的存储引擎是支持查询缓存的。

　　在实战中，查询缓存也有可能成为并发热点问题，这往往是由于多核竞争引起的，由于计算机的核心数较多，高并发场景下产生的竞争问题，这也是查询缓存的内存大小默认不会太大的原因，默认是16M.

　　同时要注意到，不是所有的数据都会缓存，比如我查询一个select now()，这完全不能缓存，一般包含以下内容的都不会缓存，比如用户自定一函数，存储过程，自定义变量，临时表，mysql库中的系统表，不确定值等等。

　　variables中的相关变量有：

　　query_cache_min_res_unit: 查询缓存中内存块的最小分配单位；
　　　　较小值会减少浪费，但会导致更频繁的内存分配操作；
　　　　较大值会带来浪费，会导致碎片过多；
　　query_cache_limit：能够缓存的最大查询结果；
　　　　对于有着较大结果的查询语句，建议在SELECT中使用SQL_NO_CACHE
　　query_cache_size：查询缓存总共可用的内存空间；单位是字节，必须是1024的整数倍；
　　query_cache_type: ON, OFF, DEMAND

　　query_cache_wlock_invalidate：如果某表被其它的连接锁定，是否仍然可以从查询缓存中返回结果；默认值为OFF，表示可以在表被其它连接淘宝的场景中继续从缓存返回数据；ON则表示不允许；

　　上述参数可以用来对查询缓存进行调优，调优流程图如下：

　　

 

 

 

 　　而缓存的命中率可以作为一个参考，注意只是一个参考，因为可能命中率很低，10条语句只有3条，但是如果这3条返回的数据量值得缓存，计算方式是Qcache_hits/(Qcache_hits+Com_select)

　　以上变量都是variables中的值，而相关变量大概如下：

　　

　　　　　　SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Qcache%';
        +-------------------------+----------+
        | Variable_name           | Value    |
        +-------------------------+----------+
        | Qcache_free_blocks      | 1        |
        | Qcache_free_memory      | 16759688 |
        | Qcache_hits             | 0        |
        | Qcache_inserts          | 0        |
        | Qcache_lowmem_prunes    | 0        |
        | Qcache_not_cached       | 0        |
        | Qcache_queries_in_cache | 0        |
        | Qcache_total_blocks     | 1        |
        +-------------------------+----------+

 

五、 索引简介

说起sql优化，大部分都落实在索引优化上，什么是索引，MySQL不可能在每次查询数据时将磁盘的数据全部加载到内存中，需要利用数据结构加载少量数据集到内存中即可，这部分数据集就是索引。索引的优点大致如下：

　　索引可以降低服务器查询的io次数

　　索引可以帮助服务器避免排序和使用临时表

　　索引可以帮助将随机I/O转换为顺序IO(在硬盘非固态的时候还是有用的)

　索引功能主要由存储引擎来实现，不同的引擎可以使用不同的索引结构。

(1) B+树索引

　B+树是一种常见的数据结构，是B树的变种，相对于B树，(B树是什么？略)，增加了以下特性

　　1. 所有的关键字存储在叶子节点中

　　2. 为所有叶子节点增加了一个链指针

B+树是很适合硬盘读写的数据结构。红黑树等虽然也适合用来实现索引，比如JAVA中的Treemap就是红黑树，适合用来在内存中做索引。

这是由于局部性原理和磁盘预读，什么是局部性原理？时间上，data被用到后，之后的时间很可能再次被用到，空间上，data被用到后，附近的数据很可能被用到，这就是局部性，程序使用的数据在空间上和时间上都是比较集中的。由于磁盘的存取速度很慢，比如在机械硬盘物理上的平均寻址时间，由于linux系统不管什么io模型都必须经历的2个阶段(磁盘->内核空间，内核空间->用户空间)等等...，所以MySQL要尽可能的减少IO的存取次数，而B+树就比较合适，B+树内节点都没有data，只有叶子节点上有data，因此每个节点可以存储更多的数据，范围更大，单次IO的数据量更大，可以直接预读，而且由于新增链指针，可以很方便的进行区间查找，即MySQL中where子句中的between操作。

B+树索引在MySQL中有以下要点：

　　适用于：

　　　　精确值匹配，例如="aa"

　　　　最左前缀，例如like "Jin%"

　　　　范围匹配，例如 < >

　　　　精确匹配之后范围匹配，一般精确匹配都在左侧，而范围适合在右侧，且中间不能跳过其他字段

　　　　覆盖索引，索引中就包含要返回信息，不需要查找数据

 

　　不适用于:

• • 　　不是按照索引的最左列开始查找;
  • 　　不能跳过索引中的列;
  • 　　如果查询中的某个列是范围查询, 则其右边的所有列都无法使用索引;比如like, between
  • 　　索引列上使用函数, 或者算数运算

(2) hash 索引

 

 注意：只有Memory存储引擎支持显式hash索引；

适用场景：
只支持等值比较查询，包括=, IN(), <=>;

不适合使用hash索引的场景：
存储的非为值的顺序，因此，不适用于顺序查询；
不支持模糊匹配；

(3) 空间索引（R-Tree）：
MyISAM支持空间索引；

(4) 全文索引(FULLTEXT)：
在文本中查找关键词；

 

上面只是常见索引的数据结构以及用法，索引中还存在着许多的细节问题。比如索引要独立使用，不要参与运算，使用函数等等，在选择索引时候使用左前缀考虑左前缀长度等等，多列索引的陷阱等等。

1. 利用索引排序？

　　由于索引是有序，因此order中的列存在索引时，可以通过索引来排序，否则有可以使用file sorting，这是很不好的。

2. InndoDB中的聚集索引？

　　聚族(聚集)索引就是叶子节点保存的就是数据本身，索引和数据在一起，一般主键索引才是聚集索引。

　　优点：数据访问更快，索引扫描无须来回标

　　缺点：插入速度严重影响插入顺序，比如InnoDB中按照主键逆序；全表扫描会慢；二级索引会变大，且需要二次查找

　　

 

六、 explain字段说明　　

 注意explain返回不是精确值，只是估计值

id: 当前查询语句中，每个SELECT语句的编号；

注意：UNION查询的分析结果会出现一外额外匿名临时表；

select_type：
　　简单查询为SIMPLE
　　复杂查询：
　　　　SUBQUERY: 简单子查询；
　　　　DERIVED: 用于FROM中的子查询；
　　　　UNION：UNION语句的第一个之后的SELECT语句；
　　　　UNION RESULT: 匿名临时表；

table：SELECT语句关联到的表；

type：关联类型，或访问类型，即MySQL决定的如何去查询表中的行的方式；
　　ALL: 全表扫描；
　　index：根据索引的次序进行全表扫描；如果在Extra列出现“Using index”表示了使用覆盖索引，而非全表扫描；
　　range：有范围限制的根据索引实现范围扫描；扫描位置始于索引中的某一点，结束于另一点；
　　ref: 使用了索引，但是可能返回多行根据索引返回表中匹配某单个值的所有行；
　　eq_ref：仅返回一个行，但与需要额外与某个参考值做比较；
　　const, system: 直接返回单个行；

possible_keys：查询可能会用到的索引；

key: 查询中使用了的索引；

key_len: 在索引使用的字节数；

ref: 在利用key字段所表示的索引完成查询时所有的列或某常量值；

rows：MySQL估计为找所有的目标行而需要读取的行数；

Extra：额外信息

　　Using index：MySQL将会使用覆盖索引，以避免访问表；
　　Using where：MySQL服务器将在存储引擎检索后，再进行一次过滤；
　　Using temporary：MySQL对结果排序时会使用临时表；
　　Using filesort：对结果使用一个外部索引排序；