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　　為什么索引能提高數(shù)據(jù)訪問性能？他會(huì)不會(huì)有“副作用”？是不是索引創(chuàng)建越多，性能就越好？到底該如何設(shè)計(jì)索引，才能最大限度的發(fā)揮其效能？

　　這篇文章主要是帶著上面這幾個(gè)問題來做一個(gè)簡(jiǎn)要的分析，同時(shí)排除了業(yè)務(wù)場(chǎng)景所帶來的特殊性，請(qǐng)不要糾結(jié)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的影響。

　　這是 MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化專題 系列的第三篇文章：MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化之索引優(yōu)化

　　系列的第二篇文章：MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化之表結(jié)構(gòu)優(yōu)化

　　系列的第一篇文章：MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化之緩存參數(shù)優(yōu)化

　　索引為什么能提高數(shù)據(jù)訪問性能？

　　很多人只知道索引能夠提高數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，但并不是特別了解其原理，其實(shí)我們可以用一個(gè)生活中的示例來理解。

　 　我們讓一位不太懂計(jì)算機(jī)的朋友去圖書館確認(rèn)一本叫做《MySQL性能調(diào)優(yōu)與架構(gòu)設(shè)計(jì)》的書是否在藏，這樣對(duì)他說：“請(qǐng)幫我借一本計(jì)算機(jī)類的數(shù)據(jù)庫(kù)書籍， 是屬于 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)范疇的，叫做《MySQL性能調(diào)優(yōu)與架構(gòu)設(shè)計(jì)》”。朋友會(huì)根據(jù)所屬類別，前往存放“計(jì)算機(jī)”書籍區(qū)域的書架，然后再尋找“數(shù)據(jù)庫(kù)”類存放位置，再找 到一堆講述“MySQL”的書籍，最后可能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)在藏（也可能已經(jīng)借出不在書架上）。

　　在這個(gè)過程中： “計(jì)算機(jī)”->“數(shù)據(jù)庫(kù)”->“MySQL”->“在藏”->《MySQL性能調(diào)優(yōu)與架構(gòu)設(shè)計(jì)》其實(shí)就是一個(gè)“根據(jù)索引查找數(shù) 據(jù)”的典型案例，“計(jì)算機(jī)”->“數(shù)據(jù)庫(kù)”->“MySQL”->“在藏” 就是朋友查找書籍的索引。

　　假設(shè)沒有這個(gè) 索引，那查找這本書的過程會(huì)變成怎樣呢？朋友只能從圖書館入口一個(gè)書架一個(gè)書架的“遍歷”，直到找到《MySQL性能調(diào)優(yōu)與架構(gòu)設(shè)計(jì)》這本書為止。如果幸 運(yùn)，可能在第一個(gè)書架就找到。但如果不幸呢，那就慘了，可能要將整個(gè)圖書館所有的書架都找一遍才能找到我們想要的這本書。

　　注：這個(gè)例子 中的“索引”是記錄在朋友大腦中的，實(shí)際上，每個(gè)圖書館都會(huì)有一個(gè)非常全的實(shí)際存在的索引系統(tǒng)（大多位于入口顯眼處），由很多個(gè)貼上了明顯標(biāo)簽的小抽屜構(gòu) 成。這個(gè)索引系統(tǒng)中存放這非常齊全詳盡的索引數(shù)據(jù)，標(biāo)識(shí)出我們需要查找的“目標(biāo)”在某個(gè)區(qū)域的某個(gè)書架上。而且每當(dāng)有新的書籍入庫(kù)，舊的書籍銷毀以及書記 信息修改，都需要對(duì)索引系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的修正。

　　下面我們通過上面這個(gè)生活中的小示例，來分析一下索引，看看能的出哪些結(jié)論？

　　索引有哪些“副作用”？

　　圖書的變更（增，刪，改）都需要修訂索引，索引存在額外的維護(hù)成本

　　查找翻閱索引系統(tǒng)需要消耗時(shí)間，索引存在額外的訪問成本

　　這個(gè)索引系統(tǒng)需要一個(gè)地方來存放，索引存在額外的空間成本

　　索引是不是越多越好？

　　如果我們的這個(gè)圖書館只是一個(gè)進(jìn)出中轉(zhuǎn)站，里面的新書進(jìn)來后很快就會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)去其他圖書館而從這個(gè)館藏中“清除”，那我們的索引就只會(huì)不斷的修改，而很少會(huì)被用來查找圖書

　　所以，對(duì)于類似于這樣的存在非常大更新量的數(shù)據(jù)，索引的維護(hù)成本會(huì)非常高，如果其檢索需求很少，而且對(duì)檢索效率并沒有非常高的要求的時(shí)候，我們并不建議創(chuàng)建索引，或者是盡量減少索引。

　　所以，對(duì)于數(shù)據(jù)量極小到通過索引檢索還不如直接遍歷來得快的數(shù)據(jù)，也并不適合使用索引。

　　如果我們的圖書館只有一個(gè)10平方的面積，現(xiàn)在連放書架都已經(jīng)非常擁擠，而且館藏還在不斷增加，我們還能考慮創(chuàng)建索引嗎？

　　所以，當(dāng)我們連存儲(chǔ)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的空間都捉襟見肘的時(shí)候，我們也應(yīng)該盡量減少低效或者是去除索引。

　　索引該如何設(shè)計(jì)才高效？

　　如果我們僅僅只是這樣告訴對(duì)方的：“幫我確認(rèn)一本數(shù)據(jù)庫(kù)類別的講述 MySQL 的叫做《MySQL性能調(diào)優(yōu)與架構(gòu)設(shè)計(jì)》的書是否在藏”，結(jié)果又會(huì)如何呢？朋友只能一個(gè)大類區(qū)域一個(gè)大類區(qū)域的去尋找“數(shù)據(jù)庫(kù)”類別，然后再找到 “MySQL”范疇，再看到我們所需是否在藏。由于我們少說了一個(gè)“計(jì)算機(jī)類”，朋友就必須到每一個(gè)大類去尋找。

　　所以，我們應(yīng)該盡量讓查找條件盡可能多的在索引中，盡可能通過索引完成所有過濾，回表只是取出額外的數(shù)據(jù)字段。

　　如果我們是這樣說的：“幫我確認(rèn)一本講述 MySQL 的數(shù)據(jù)庫(kù)范疇的計(jì)算機(jī)叢書，叫做《MySQL性能調(diào)優(yōu)與架構(gòu)設(shè)計(jì)》，看是否在藏”。如果這位朋友并不知道計(jì)算機(jī)是一個(gè)大類，也不知道數(shù)據(jù)庫(kù)屬于計(jì)算機(jī)大 類，那這位朋友就悲劇了。首先他得遍歷每個(gè)類別確認(rèn)“MySQL”存在于哪些類別中，然后從包含 “MySQL” 書籍中再看有哪些是“數(shù)據(jù)庫(kù)”范疇的（有可能部分是講述PHP或者其他開發(fā)語(yǔ)言的），然后再排除非計(jì)算機(jī)類的（雖然可能并沒有必要），然后才能確認(rèn)。

　　所以，字段的順序?qū)M合索引效率有至關(guān)重要的作用，過濾效果越好的字段需要更靠前。

　　如果我們還有這樣一個(gè)需求（雖然基本不可能）：“幫我將圖書館中所有的計(jì)算機(jī)圖書借來”。朋友如果通過索引來找，每次都到索引柜找到計(jì)算機(jī)書籍 所在的區(qū)域，然后從書架上搬下一格（假設(shè)只能以一格為單位從書架上取下，類比數(shù)據(jù)庫(kù)中以block/page為單位讀取），取出第一本，然后再?gòu)乃饕裾?到計(jì)算機(jī)圖書所在區(qū)域，再搬下一格，取出一本… 如此往復(fù)直至取完所有的書。如果他不通過索引來找又會(huì)怎樣呢？他需要從地一個(gè)書架一直往后找，當(dāng)找到計(jì)算機(jī)的書，搬下一格，取出所有計(jì)算機(jī)的書，再往后， 直至所有書架全部看一遍。在這個(gè)過程中，如果計(jì)算機(jī)類書籍較多，通過索引來取所花費(fèi)的時(shí)間很可能要大于直接遍歷，因?yàn)椴粩嗤鶑?fù)的索引翻閱所消耗的時(shí)間會(huì)非 常長(zhǎng)。（延伸閱讀：這里有一篇以前寫的關(guān)于Oracle的文章，索引掃描還是全表掃描（Index Scan Or Full Table Scan））

　　所以，當(dāng)我們需要讀取的數(shù)據(jù)量占整個(gè)數(shù)據(jù)量的比例較大抑或者說索引的過濾效果并不是太好的時(shí)候，使用索引并不一定優(yōu)于全表掃描。

　　如果我們的朋友不知道“數(shù)據(jù)庫(kù)”這個(gè)類別可以屬于“計(jì)算機(jī)”這個(gè)大類，抑或者圖書館的索引系統(tǒng)中這兩個(gè)類別屬性并沒有關(guān)聯(lián)關(guān)系，又會(huì)怎樣呢？也 就是說，朋友得到的是2個(gè)獨(dú)立的索引，一個(gè)是告知“計(jì)算機(jī)”這個(gè)大類所在的區(qū)域，一個(gè)是“數(shù)據(jù)庫(kù)”這個(gè)小類所在的區(qū)域（很可能是多個(gè)區(qū)域），那么他只能二 者選其一來搜索我的需求。即使朋友可以分別通過2個(gè)索引檢索然后自己在腦中取交集再找，那這樣的效率實(shí)際過程中也會(huì)比較低下。

　　所以，在實(shí)際使用過程中，一次數(shù)據(jù)訪問一般只能利用到1個(gè)索引，這一點(diǎn)在索引創(chuàng)建過程中一定要注意，不是說一條SQL語(yǔ)句中Where子句里面每個(gè)條件都有索引能對(duì)應(yīng)上就可以了。

　　看完這些分析，我想大家應(yīng)該了解索引優(yōu)化的一些基本思路了吧。