MySQL编程进阶之：索引的冗余与取舍：如何平衡查询性能与写入性能。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位观众老爷，晚上好！我是你们的老朋友，今天咱们不聊八卦，专攻MySQL的进阶玩法——索引的冗余与取舍，这可是个既烧脑又有趣的话题。别担心，我会尽量用大白话把这事儿讲清楚，让大家听得懂、用得上。

开场白：索引这玩意儿，爱恨交织

索引，就像一本书的目录，能帮你快速找到想要的内容。在数据库里，它能加速查询，提高效率，简直是救星一般的存在。但同时，索引也是个吃货，占用存储空间，而且每次增删改数据，索引也要跟着变动，拖慢写入速度。所以，用好了是神器，用不好就是负担。今天，咱们就来好好研究一下，如何驾驭这把双刃剑。

第一章：啥叫索引冗余？（别想歪，不是你的工资冗余！）

所谓索引冗余，简单来说，就是你建了多个索引，但它们的功能高度重叠，甚至完全一样。这就像你家厨房里，同时放了两个型号完全相同的炒锅，一个就够用，另一个纯属占地方。

举个栗子：

假设我们有一张users表，结构如下：

CREATE TABLE `users` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `email` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `age` int(11) DEFAULT NULL,
  `city` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

现在，我们建了两个索引：

idx_username: username字段上的索引。
idx_username_email: username和email字段上的组合索引。

问题来了，idx_username是不是冗余了呢？

答案是：很有可能！

为啥这么说？因为MySQL的索引有个“最左前缀原则”。也就是说，如果你的查询条件能用到组合索引的最左边的列，那么这个索引就能起作用。

具体来说：

WHERE username = '张三'：能用到idx_username_email索引。
WHERE username = '张三' AND email = '[email protected]'：也能用到idx_username_email索引。
WHERE email = '[email protected]'：不能用到idx_username_email索引，因为它跳过了最左边的username列。

所以，如果你的大部分查询都是基于username进行的，那么idx_username索引就显得多余了，完全可以靠idx_username_email索引来搞定。

第二章：如何识别冗余索引？（像福尔摩斯一样侦查！）

识别冗余索引，需要一些技巧，不能靠感觉。这里给大家介绍几种常用的方法：

1. SHOW INDEX大法：

这个命令可以查看表上的所有索引，以及它们的详细信息。通过对比索引的列、Cardinality（基数，简单理解就是唯一值的数量）等信息，可以初步判断是否存在冗余。

SHOW INDEX FROM users;

2. EXPLAIN 命令：

这是个神器！它可以分析你的SQL语句，告诉你MySQL是如何执行查询的，以及是否使用了索引。通过观察EXPLAIN的结果，可以判断某个索引是否被实际使用。

EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE username = '张三';

关注EXPLAIN结果中的key列，它显示了MySQL实际使用的索引。如果key列显示的是idx_username_email，而你还建了一个idx_username索引，那idx_username就很有可能是冗余的。

3. Percona Toolkit 工具：

这是一套强大的MySQL工具集，其中包含了pt-duplicate-key-checker工具，专门用于检测冗余索引。它可以更准确地分析索引的使用情况，并给出优化建议。

pt-duplicate-key-checker -uroot -p你的密码 -hlocalhost -d你的数据库名

表格总结：索引冗余识别方法

方法	优点	缺点
`SHOW INDEX`	简单易用，可以快速查看表上的所有索引信息。	只能初步判断，无法准确知道索引是否被实际使用。
`EXPLAIN`	可以分析SQL语句的执行计划，准确判断索引是否被使用。	需要对SQL语句进行分析，有一定的学习成本。
Percona Toolkit 工具	自动化检测，可以更准确地分析索引的使用情况，并给出优化建议。	需要安装和配置Percona Toolkit工具，有一定的技术门槛。

第三章：如何取舍冗余索引？（断舍离的艺术！）

找到了冗余索引，接下来就要决定是否删除它们。这可不是个简单的决定，需要综合考虑以下因素：

1. 查询性能：

删除冗余索引后，查询性能是否会受到影响？这是最关键的因素。在删除索引之前，一定要用EXPLAIN命令分析相关的SQL语句，确保删除索引不会导致查询性能下降。

2. 写入性能：

删除冗余索引后，写入性能应该会得到提升。但提升的幅度有多大？这取决于表的写入频率和索引的维护成本。如果表的写入频率很低，那么删除冗余索引带来的收益可能并不明显。

3. 存储空间：

冗余索引会占用额外的存储空间。如果你的数据库服务器存储空间有限，那么删除冗余索引可以释放一些空间。

4. 业务场景：

有些索引虽然在当前的业务场景下是冗余的，但未来可能会被用到。例如，你现在只基于username进行查询，但未来可能会增加基于email的查询。在这种情况下，是否删除idx_username索引就需要慎重考虑。

一般原则：

优先保留组合索引： 如果组合索引包含了单列索引的功能，那么优先保留组合索引，删除单列索引。
优先保留区分度高的索引： Cardinality（基数）越高的索引，区分度越高，查询效率也越高。优先保留区分度高的索引。
谨慎删除索引： 在删除索引之前，一定要做好备份，并进行充分的测试。

举个例子：

回到之前的users表，如果经过分析，发现idx_username索引确实是冗余的，那么我们可以这样删除它：

ALTER TABLE users DROP INDEX idx_username;

第四章：索引的优化策略（进阶玩法！）

除了避免冗余索引，还有一些其他的索引优化策略，可以进一步提高查询性能：

1. 覆盖索引：

如果你的查询只需要用到索引中的列，那么MySQL可以直接从索引中获取数据，而不需要回表查询。这种索引称为覆盖索引。

例如：

SELECT username, email FROM users WHERE username = '张三';

如果idx_username_email索引包含了username和email列，那么这个查询就可以使用覆盖索引，避免回表查询，提高效率。

2. 前缀索引：

如果你的索引列是字符串类型，而且字符串很长，那么可以考虑使用前缀索引。前缀索引只索引字符串的前几个字符，可以减少索引的大小，提高查询效率。

例如：

ALTER TABLE users ADD INDEX idx_username_prefix (username(10));

这个语句创建了一个前缀索引，只索引username列的前10个字符。

需要注意的是，前缀索引的区分度可能不如完整索引，因此需要根据实际情况选择合适的前缀长度。

3. 索引下推：

这是MySQL 5.6引入的一项优化技术。它可以将部分查询条件推送到索引层进行过滤，减少回表查询的次数。

例如：

SELECT * FROM users WHERE username LIKE '张%' AND age > 20;

如果没有索引下推，MySQL会先从username索引中找到所有以“张”开头的记录，然后再回表查询，过滤出age > 20的记录。

如果使用了索引下推，MySQL可以在索引层就过滤掉age <= 20的记录，减少回表查询的次数。

第五章：平衡查询性能与写入性能（终极挑战！）

索引优化是一个平衡查询性能与写入性能的过程。增加索引可以提高查询性能，但会降低写入性能；删除索引可以提高写入性能，但会降低查询性能。

如何找到最佳的平衡点？

1. 了解业务场景：

不同的业务场景对查询性能和写入性能的要求不同。例如，OLTP（在线事务处理）系统对写入性能要求较高，而OLAP（在线分析处理）系统对查询性能要求较高。

2. 监控数据库性能：

通过监控数据库的查询性能、写入性能、CPU利用率、IO利用率等指标，可以了解数据库的瓶颈在哪里，并根据实际情况进行优化。

3. 持续优化：

索引优化是一个持续的过程。随着业务的发展，数据量会不断增长，查询模式也会发生变化。因此，需要定期对索引进行评估和优化。

表格总结：查询性能与写入性能的平衡

策略	优点	缺点	适用场景
增加索引	提高查询性能。	降低写入性能，占用存储空间。	查询频繁，写入较少的场景，例如OLAP系统。
删除冗余索引	提高写入性能，释放存储空间。	可能降低查询性能。	写入频繁，查询较少的场景，例如OLTP系统。
覆盖索引	避免回表查询，提高查询性能。	需要设计合适的索引，可能会增加索引的大小。	查询只需要用到索引中的列的场景。
前缀索引	减少索引的大小，提高查询效率。	区分度可能不如完整索引。	索引列是字符串类型，而且字符串很长的场景。
索引下推	将部分查询条件推送到索引层进行过滤，减少回表查询的次数。	需要MySQL 5.6及以上版本支持。	查询条件包含索引列和非索引列的场景。

总结：

索引的冗余与取舍是一个复杂的课题，需要根据实际情况进行分析和判断。希望今天的讲座能给大家带来一些启发，帮助大家更好地驾驭MySQL的索引，提升数据库性能。

记住，没有万能的解决方案，只有最适合你的方案。多实践，多思考，你也能成为索引优化大师！
感谢各位观众老爷的收看，咱们下期再见！

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