摘要：

第一部分：基础知识：

索引

官方介绍索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。笔者理解索引相当于一本书的目录，通过目录就知道要的资料在哪里，不用一页一页查阅找出需要的资料。关键字index

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唯一索引

强调唯一，就是索引值必须唯一，关键字unique index

创建索引：

1、create unique index 索引名 on 表名(列名);

2、alter table 表名 add unique index 索引名 (列名);

删除索引：

1、  drop index 索引名 on 表名;

2、  alter table 表名 drop index 索引名;

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主键

主键就是唯一索引的一种，主键要求建表时指定，一般用auto_increatment列，关键字是primary key

主键创建：

creat table test2 (id int not null primary key auto_increment);

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全文索引

InnoDB不支持，Myisam支持性能比较好，一般在 CHAR、VARCHAR 或 TEXT 列上创建。

Create table 表名( id int not null primary anto_increment,title

varchar(100),FULLTEXT(title))type=myisam

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单列索引与多列索引

索引可以是单列索引也可以是多列索引（也叫复合索引）。按照上面形式创建出来的索引是单列索引，现在先看看创建多列索引：

create table test3 (id int not null primary key auto_increment,uname char

(8) not null default '',password char(12) not null,INDEX(uname,password))type

=myisam;

注意：INDEX(a, b, c)可以当做a或(a, b)的索引来使用，但和b、c或(b,c)的索引来使用这是一个最左前缀的优化方法，在后面会有详细的介绍，你只要知道有这样两个概念

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聚集索引

一种索引，该索引中键值的逻辑顺序决定了表中相应行的物理顺序。 聚集索引确定表中数据的物理顺序。Mysql中myisam表是没有聚集索引的，innodb有（主键就是聚集索引），聚集索引在下面介绍innodb结构的时有详细介绍。

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查看表的索引

通过命令：Show index from 表名

如：

 Table：表名

Key_name：什么类型索引（这了是主键）

Column_name：索引列的字段名

Cardinality：索引基数，很关键的一个参数，平均数值组=索引基数/表总数据行，平均数值组越接近1就越有可能利用索引

Index_type：如果索引是全文索引，则是fulltext,这里是b+tree索引，b+tre也是这篇文章研究的重点之一

其他的就不详细介绍，更多：

第二部分：MYISAM和INNODB索引结构

1、 简单介绍B-tree B+ tree树

B-tree结构视图

一棵m阶的B-tree树，则有以下性质

（1）Ki表示关键字值，上图中，k1<k2<…<ki<k0<Kn(可以看出，一个节点的左子节点关键字值<该关键字值<右子节点关键字值)

（2）Pi表示指向子节点的指针，左指针指向左子节点，右指针指向右子节点。即是：p1[指向值]<k1<p2[指向值]<k2……

（3）所有关键字必须唯一值（这也是创建myisam 和innodb表必须要主键的原因），每个节点包含一个说明该节点多少个关键字，如上图第二行的i和n

（4）节点：

l  每个节点最可以有m个子节点。

l  根节点若非叶子节点，至少2个子节点，最多m个子节点

l  每个非根，非叶子节点至少[m/2]子节点或叫子树（[]表示向上取整），最多m个子节点

（5）关键字：

l  根节点的关键字个数1~m-1

l  非根非叶子节点的关键字个数[m/2]-1~m-1,如m=3，则该类节点关键字个数：2-1~2

（6）关键字数k和指向子节点个数指针p的关系：

l  k+1=p ，注意根据储存数据的具体需求，左右指针为空时要有标志位表示没有

  B+tree结构示意图如下：

B+树是B-树的变体，也是一种多路搜索树：

l  非叶子结点的子树指针与关键字个数相同

l  为所有叶子结点增加一个链指针（红点标志的箭头）

B+树是B-树的变体，也是一种多路搜索树：

l  非叶子结点的子树指针与关键字个数相同

l  为所有叶子结点增加一个链指针（红点标志的箭头）

2、 MyisAM索引结构

MyisAM索引用的B+tree来储存数据，MyisAM索引的指针指向的是键值的地址，地址存储的是数据，如下图：

（1）结构讲解：上图3阶树，主键是Col2，Col值就是改行数据保存的物理地址，其中红色部分是说明标注。

l  1标注部分也许会迷惑，前面不是说关键字15右指针的指向键值要大于15，怎么下面还有15关键字？因为B+tree的所以叶子节点包含所有关键字且是按照升序排列（主键索引唯一，辅助索引可以不唯一），所以等于关键字的数据值在右子树

l  2标注是相应关键字存储对应数据的物理地址，注意这也是之后和InnoDB索引不同的地方之一

l  2标注也是一个所说MyiAM表的索引和数据是分离的，索引保存在”表名.MYI”文件内，而数据保存在“表名.MYD”文件内，2标注的物理地址就是“表名.MYD”文件内相应数据的物理地址。（InnoDB表的索引文件和数据文件在一起）

l  辅助索引和主键索引没什么大的区别，辅助索引的索引值是可以重复的（但InnoDB辅助索引和主键索引有很明显的区别，这里先提醒注意一下）

3、 Annode索引结构

（1）首先有一个表，内容和主键索引结构如下两图：

结构上：由上图可以看出InnoDB的索引结构很MyisAM的有很明显的区别

 l  MyisAM表的索引和数据是分开的，用指针指向数据的物理地址，而InnoDB表中索引和数据是储存在一起。看红框1可一看出一行数据都保存了。

 l  还有一个上图多了三行的隐藏数据列（虚线表），这是因为MyisAM不支持事务，InnoDB处理事务在性能上并发控制上比较好，看图中的红框2中的DB_TRX_ID是事务ID，自动增长；db_roll_ptr是回滚指针，用于事务出错时数据回滚恢复；db_row_id是记录行号，这个值其实在主键索引中就是主键值，这里标出重复是为了容易介绍，还有的是若不是主键索引（辅助索引），db_row_id会找表中unique的列作为值，若没有unique列则系统自动创建一个。关于InnoDB跟多事务MVCC点此：http://www.phpben.com/?post=72 

（2）加入上表中Col1是主键（下图标错），而Col2是辅助索引，则相应的辅助索引结构图：

可以看出InnoDB辅助索引并没有保存相应的所有列数据，而是保存了主键的键值（图中1、2、3….）这样做利弊也是很明显：

l  在已有主键索引，避免数据冗余，同时在修改数据的时候只需修改辅助索引值。

l  但辅助索引查找数据事要检索两次，先找到相应的主键索引值然后在去检索主键索引找到对应的数据。这也是网上很多mysql性能优化时提到的“主键尽可能简短”的原因，主键越长辅助索引也就越大，当然主键索引也越大。

4、 MyisAM索引与InnoDB索引相比较

l MyisAM支持全文索引（FULLTEXT）、压缩索引，InnoDB不支持

l AnnoDB支持事务，MyisAM不支持

l MyisAM顺序储存数据，索引叶子节点保存对应数据行地址，辅助索引很主键索引相差无几；AnnoDB主键节点同时保存数据行，其他辅助索引保存的是主键索引的值

l MyisAM键值分离，索引载入内存（key_buffer_size）,数据缓存依赖操作系统；InnoDB键值一起保存，索引与数据一起载入InnoDB缓冲池

l MyisAM主键（唯一）索引按升序来存储存储，InnoDB则不一定

l MyisAM索引的基数值（Cardinality，show index 命令可以看见）是精确的，InnoDB则是估计值。这里涉及到信息统计的知识，MyisAM统计信息是保存磁盘中，在alter表或Analyze table操作更新此信息，而InnoDB则是在表第一次打开的时候估计值保存在缓存区内

l MyisAM处理字符串索引时用增量保存的方式，如第一个索引是‘preform’，第二个是‘preformence’，则第二个保存是‘7，ance‘，这个明显的好处是缩短索引，但是缺陷就是不支持倒序提取索引，必须顺序遍历获取索引

第三部分：MYSQL优化

mysql优化是一个重大课题之一，这里会重点详细的介绍mysql优化，包括表数据类型选择，sql语句优化，系统配置与维护优化三类。

1、  表数据类型选择

（1） 能小就用小。表数据类型第一个原则是：使用能正确的表示和存储数据的最短类型。这样可以减少对磁盘空间、内存、cpu缓存的使用。

（2）避免用NULL，这个也是网上优化技术博文传的最多的一个。理由是额外增加字节，还有使索引，索引统计和值更复杂。很多还忽略一

     个count(列)的问题，count(列)是不会统计列值为null的行数。更多关于NULL可参考：http://www.phpben.com/?post=71

（3） 字符串如何选择char和varchar？一般phper能想到就是char是固定大小，varchar能动态储存数据。这里整理一下这两者的区别：

注意当一些英文或数据的时候，最好用每个字符用字节少的类型，如latin1

（4） 整型、整形优先原则

Tinyint、smallint、mediumint、int、bigint，分别需要8、16、24、32、64。

值域范围：-2^(n-1)~ 2^(n-1)-1

很多程序员在设计数据表的时候很习惯的用int，压根不考虑这个问题

笔者建议：能用tinyint的绝不用smallint

误区：int(1) 和int(11)是一样的，唯一区别是mysql客户端显示的时候显示多少位。

整形优先原则：能用整形的不用其他类型替换，如ip可以转换成整形保存，如商品价格‘50.00元’则保存成50

（5）精确度与空间的转换。在存储相同数值范围的数据时，浮点数类型通常都会比DECIMAL类型使用更少的空间。FLOAT字段使用4字节存储

 数据。DOUBLE类型需要8 个字节并拥有更高的精确度和更大的数值范围，DECIMAL类型的数据将会转换成DOUBLE类型。

2、  sql语句优化  

这是test表，其中id是主键，多列索引(username,password,last_l