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- [15 道 MySQL 索引精选面试题👍](docs/interview/mysql-suoyin-15.md)
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docs/.vuepress/sidebar.ts

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@@ -618,6 +618,7 @@ export const sidebarConfig = sidebar({
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"java-hashmap-13",
619619
"redis-12",
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"mysql-60",
621+
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- [17 道 Dubbo 精选面试题👍](interview/dubbo-17.md)
441442
- [40 道 Kafka 精选面试题👍](interview/kafka-40.md)
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docs/interview/mysql-suoyin-15.md

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2+
title: MySQL索引15连问,抗住!
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shortTitle: MySQL索引15连问,抗住!
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description: 大家好,我是田螺。金三银四很快就要来啦,准备了索引的15连问,相信大家看完肯定会有帮助的。
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author: 捡田螺的小男孩
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category:
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- 微信公众号
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## 前言
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大家好,我是**田螺**
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金三银四很快就要来啦,准备了索引的15连问,相信大家看完肯定会有帮助的。
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![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-mysqlsylwkz-561417b5-d542-4494-9483-6124a0331a2f.jpg)
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18+
## 1\. 索引是什么?
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![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-mysqlsylwkz-60177b59-879d-4ee9-9425-e13e79a1eac2.jpg)
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22+
* 索引是一种能提高数据库查询效率的数据结构。它可以比作一本字典的目录,可以帮你快速找到对应的记录。
23+
* 索引一般存储在磁盘的文件中,它是占用物理空间的。
24+
* 正所谓水能载舟,也能覆舟。适当的索引能提高查询效率,过多的索引会影响数据库表的插入和更新功能。
25+
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## 2\. MySQL索引有哪些类型
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![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-mysqlsylwkz-7be424ca-9043-4cf4-bd4e-084d2a2ad1aa.jpg)
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30+
**数据结构维度**
31+
32+
* B+树索引:所有数据存储在叶子节点,复杂度为`O(logn)`,适合范围查询。
33+
* 哈希索引: 适合等值查询,检索效率高,一次到位。
34+
* 全文索引:`MyISAM``InnoDB`中都支持使用全文索引,一般在文本类型`char,text,varchar`类型上创建。
35+
* `R-Tree`索引: 用来对`GIS`数据类型创建`SPATIAL`索引
36+
37+
**物理存储维度**
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39+
* 聚集索引:聚集索引就是以主键创建的索引,在叶子节点存储的是表中的数据。(`Innodb`存储引擎)
40+
* 非聚集索引:非聚集索引就是以非主键创建的索引,在叶子节点存储的是主键和索引列。(`Innodb`存储引擎)
41+
42+
**逻辑维度**
43+
44+
* 主键索引:一种特殊的唯一索引,不允许有空值。
45+
* 普通索引:`MySQL中`基本索引类型,允许空值和重复值。
46+
* 联合索引:多个字段创建的索引,使用时遵循最左前缀原则。
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* 唯一索引:索引列中的值必须是唯一的,但是允许为空值。
48+
* 空间索引:`MySQL5.7`之后支持空间索引,在空间索引这方面遵循`OpenGIS`几何数据模型规则。
49+
50+
## 3\. 索引什么时候会失效?
51+
52+
* 查询条件包含`or`,可能导致索引失效
53+
* 如果字段类型是字符串,`where`时一定用引号括起来,否则索引失效
54+
* `like`通配符可能导致索引失效。
55+
* 联合索引,查询时的条件列不是联合索引中的第一个列,索引失效。
56+
* 在索引列上使用 mysql 的内置函数,索引失效。
57+
* 对索引列运算(如,`+、-、*、/`),索引失效。
58+
* 索引字段上使用`(!= 或者 < >,not in)`时,可能会导致索引失效。
59+
* 索引字段上使用`is null, is not null`,可能导致索引失效。
60+
* 左连接查询或者右连接查询查询关联的字段编码格式不一样,可能导致索引失效。
61+
* mysql 估计使用全表扫描要比使用索引快,则不使用索引。
62+
63+
## 4\. 哪些场景不适合建立索引?
64+
65+
* 数据量少的表,不适合加索引
66+
* 更新比较频繁的也不适合加索引
67+
* 区分度低的字段不适合加索引(如性别)
68+
* `where、group by、order by`等后面没有使用到的字段,不需要建立索引
69+
* 已经有冗余的索引的情况(比如已经有`a,b`的联合索引,不需要再单独建立`a`索引)
70+
71+
## 5\. 为什么要用 B+树,为什么不用二叉树?
72+
73+
> 可以从几个维度去看这个问题,查询是否够快,效率是否稳定,存储数据多少, 以及查找磁盘次数,为什么不是二叉树,为什么不是平衡二叉树,为什么不是 B 树,而偏偏是 B+树呢?
74+
75+
**为什么不是一般二叉树?**
76+
77+
如果二叉树特殊化为一个链表,相当于全表扫描。平衡二叉树相比于二叉查找 树来说,查找效率更稳定,总体的查找速度也更快。
78+
79+
**为什么不是平衡二叉树呢?**
80+
81+
我们知道,在内存比在磁盘的数据,查询效率快得多。如果树这种数据结构作 为索引,那我们每查找一次数据就需要从磁盘中读取一个节点,也就是我们说 的一个磁盘块,但是平衡二叉树可是每个节点只存储一个键值和数据的,如果 是 B 树,可以存储更多的节点数据,树的高度也会降低,因此读取磁盘的次数 就降下来啦,查询效率就快啦。
82+
83+
**那为什么不是 B 树而是 B+树呢?**
84+
85+
* B+树非叶子节点上是不存储数据的,仅存储键值,而 B 树节点中不仅存储 键值,也会存储数据。innodb 中页的默认大小是 16KB,如果不存储数据,那 么就会存储更多的键值,相应的树的阶数(节点的子节点树)就会更大,树就 会更矮更胖,如此一来我们查找数据进行磁盘的 IO 次数有会再次减少,数据查 询的效率也会更快。
86+
* B+树索引的所有数据均存储在叶子节点,而且数据是按照顺序排列的,链 表连着的。那么 B+树使得范围查找,排序查找,分组查找以及去重查找变得 异常简单。
87+
88+
## 6\. 一次B+树索引树查找过程
89+
90+
> 假设有以下表结构,并且初始化了这几条数据
91+
92+
```
93+
CREATE TABLE `employee` (
94+
  `id` int(11) NOT NULL,
95+
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
96+
  `age` int(11) DEFAULT NULL,
97+
  `date` datetime DEFAULT NULL,
98+
  `sex` int(1) DEFAULT NULL,
99+
  PRIMARY KEY (`id`),
100+
  KEY `idx_age` (`age`) USING BTREE
101+
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
102+
103+
insert into employee values(100,'小伦',43,'2021-01-20','0');
104+
insert into employee values(200,'俊杰',48,'2021-01-21','0');
105+
insert into employee values(300,'紫琪',36,'2020-01-21','1');
106+
insert into employee values(400,'立红',32,'2020-01-21','0');
107+
insert into employee values(500,'易迅',37,'2020-01-21','1');
108+
insert into employee values(600,'小军',49,'2021-01-21','0');
109+
insert into employee values(700,'小燕',28,'2021-01-21','1');
110+
```
111+
112+
执行这条查询SQL,需要执行几次的树搜索操作?可以画下对应的索引树结构图~
113+
114+
```
115+
select * from Temployee where age=32;
116+
```
117+
118+
其实这个,这个大家可以先画出`idx_age`普通索引的索引结构图,大概如下:
119+
120+
![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-mysqlsylwkz-baca02c4-1ed6-421f-9ad4-e3e63dd58efa.jpg)
121+
122+
再画出`id`主键索引,我们先画出聚族索引结构图,如下:
123+
124+
![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-mysqlsylwkz-8bf752f5-772b-4308-b51c-d06406428866.jpg)
125+
126+
这条 SQL 查询语句执行大概流程是这样的:
127+
128+
* 搜索`idx_age` 索引树,将`磁盘块1`加载到内存,由于`32<43`,搜索左路分支,到磁盘寻址`磁盘块2`
129+
*`磁盘块2`加载到内存中,由于`32<36`,搜索左路分支,到磁盘寻址`磁盘块4`
130+
*`磁盘块4`加载到内存中,在内存继续遍历,找到`age=32`的记录,取得`id = 400`.
131+
* 拿到`id=400`后,回到`id主键索引树`
132+
* 搜索`id主键索引树`,将`磁盘块1`加载到内存,因为`300<400<500`,所以在选择中间分支,到磁盘寻址`磁盘块3`
133+
* 虽然在`磁盘块3`,找到了id=400,但是它不是叶子节点,所以会继续往下找。到磁盘寻址`磁盘块8`
134+
*`磁盘块8`加载内存,在内存遍历,找到`id=400`的记录,拿到`R4`这一行的数据,好的,大功告成。
135+
136+
## 7\. 什么是回表?如何减少回表?
137+
138+
当查询的数据在索引树中,找不到的时候,需要回到**主键索引树**中去获取,这个过程叫做**回表**
139+
140+
比如在**第6**小节中,使用的查询SQL
141+
142+
```
143+
select * from Temployee where age=32;
144+
```
145+
146+
需要查询所有列的数据,`idx_age`普通索引不能满足,需要拿到主键id的值后,再回到`id`主键索引查找获取,这个过程就是回表。
147+
148+
## 8\. 什么是覆盖索引?
149+
150+
如果我们查询SQL的`select *` 修改为 `select id, age`的话,其实是**不需要回表**的。因为`id``age`的值,都在`idx_age`索引树的叶子节点上,这就涉及到覆盖索引的知识点了。
151+
152+
> 覆盖索引是`select`的数据列只用从索引中就能够取得,不必回表,换句话说,查询列要被所建的索引覆盖。
153+
154+
## 9\. 聊聊索引的最左前缀原则
155+
156+
索引的最左前缀原则,可以是**联合索引的最左N个字段**。比如你建立一个组合索引`(a,b,c)`,其实可以相当于建了`(a),(a,b),(a,b,c)`三个索引,大大提高了索引复用能力。
157+
158+
当然,最左前缀也可以是**字符串索引的最左M个字符。**。比如,你的普通索引树是酱紫:
159+
160+
![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-mysqlsylwkz-65c3f954-df70-439b-b0e1-1009007d6560.jpg)
161+
162+
这个SQL: `select * from employee where name like '小%' order by age desc;` 也是命中索引的。
163+
164+
![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-mysqlsylwkz-3c751d80-02df-43cf-acc7-aafdb409811b.jpg)
165+
166+
## 10\. 索引下推了解过吗?什么是索引下推
167+
168+
给你这个SQL:
169+
170+
```
171+
select * from employee where name like '小%' and age=28 and sex='0';
172+
```
173+
174+
其中,`name``age`为联合索引(`idx_name_age`)。
175+
176+
如果是**Mysql5.6之前**,在`idx_name_age`索引树,找出所有名字第一个字是`“小”`的人,拿到它们的`主键id`,然后回表找出数据行,再去对比年龄和性别等其他字段。如图:
177+
178+
![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-mysqlsylwkz-b5ccdd0e-f299-49ac-9176-8e2c475f606f.jpg)
179+
180+
有些朋友可能觉得奇怪,`idx_name_age(name,age)`不是联合索引嘛?为什么选出包含`“小”`字后,不再顺便看下年龄`age`再回表呢,不是更高效嘛?所以呀,`MySQL 5.6`就引入了**索引下推优化**,可以在索引遍历过程中,对索引中包含的字段先做判断,直接过滤掉不满足条件的记录,减少回表次数。
181+
182+
因此,MySQL5.6版本之后,选出包含`“小”`字后,顺表过滤`age=28`
183+
184+
![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-mysqlsylwkz-4b37d45c-b5a2-4ff7-8125-ccd1e89eed42.jpg)
185+
186+
## 11\. 大表如何添加索引
187+
188+
如果一张表数据量级是千万级别以上的,那么,如何给这张表添加索引?
189+
190+
我们需要知道一点,**给表添加索引的时候****是会对表加锁的**。如果不谨慎操作,有可能出现生产事故的。可以参考以下方法:
191+
192+
1. 先创建一张跟原表`A`数据结构相同的新表`B`
193+
2. 在新表`B`添加需要加上的新索引。
194+
3. 把原表`A`数据导到新表`B`
195+
4. `rename`新表`B`为原表的表名`A`,原表`A`换别的表名;
196+
197+
## 12\. 如何知道语句是否走索引查询?
198+
199+
`explain`查看SQL的执行计划,**这样就知道是否命中索引了**
200+
201+
`explain``SQL`一起使用时,MySQL将显示来自优化器的有关语句执行计划的信息。
202+
203+
![](http://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-mysqlsylwkz-1a294975-c9dd-4077-95fc-2a972911a3ab.jpg)
204+
205+
一般来说,我们需要重点关注`type、rows、filtered、extra、key`
206+
207+
### 1.2.1 type
208+
209+
type表示**连接类型**,查看索引执行情况的一个重要指标。以下性能从好到坏依次:`system > const > eq_ref > ref > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > ALL`
210+
211+
* system:这种类型要求数据库表中只有一条数据,是`const`类型的一个特例,一般情况下是不会出现的。
212+
* const:通过一次索引就能找到数据,一般用于主键或唯一索引作为条件,这类扫描效率极高,,速度非常快。
213+
* eq\_ref:常用于主键或唯一索引扫描,一般指使用主键的关联查询
214+
* ref : 常用于非主键和唯一索引扫描。
215+
* ref\_or\_null:这种连接类型类似于`ref`,区别在于`MySQL`会额外搜索包含`NULL`值的行
216+
* index\_merge:使用了索引合并优化方法,查询使用了两个以上的索引。
217+
* unique\_subquery:类似于`eq_ref`,条件用了`in`子查询
218+
* index\_subquery:区别于`unique_subquery`,用于非唯一索引,可以返回重复值。
219+
* range:常用于范围查询,比如:between ... and 或 In 等操作
220+
* index:全索引扫描
221+
* ALL:全表扫描
222+
223+
### 1.2.2 rows
224+
225+
该列表示MySQL估算要找到我们所需的记录,需要读取的行数。对于InnoDB表,此数字是估计值,并非一定是个准确值。
226+
227+
### 1.2.3 filtered
228+
229+
该列是一个百分比的值,表里符合条件的记录数的百分比。简单点说,这个字段表示存储引擎返回的数据在经过过滤后,剩下满足条件的记录数量的比例。
230+
231+
### 1.2.4 extra
232+
233+
该字段包含有关MySQL如何解析查询的其他信息,它一般会出现这几个值:
234+
235+
* Using filesort:表示按文件排序,一般是在指定的排序和索引排序不一致的情况才会出现。一般见于order by语句
236+
* Using index :表示是否用了覆盖索引。
237+
* Using temporary: 表示是否使用了临时表,性能特别差,需要重点优化。一般多见于group by语句,或者union语句。
238+
* Using where : 表示使用了where条件过滤.
239+
* Using index condition:MySQL5.6之后新增的索引下推。在存储引擎层进行数据过滤,而不是在服务层过滤,利用索引现有的数据减少回表的数据。
240+
241+
#### 1.2.5 key
242+
243+
该列表示**实际用到的索引**。一般配合`possible_keys`列一起看。
244+
245+
## 13.Hash 索引和 B+树区别是什么?你在设计索引是怎么抉择的?
246+
247+
* B+树可以进行范围查询,Hash 索引不能。
248+
* B+树支持联合索引的最左侧原则,Hash 索引不支持。
249+
* B+树支持 order by 排序,Hash 索引不支持。
250+
* Hash 索引在等值查询上比 B+树效率更高。(但是索引列的重复值很多的话,Hash冲突,效率降低)。
251+
* B+树使用 like 进行模糊查询的时候,like 后面(比如%开头)的话可以起到优化的作用,Hash 索引根本无法进行模糊查询。
252+
253+
## 14\.  索引有哪些优缺点?
254+
255+
**优点:**
256+
257+
* 索引可以加快数据查询速度,减少查询时间
258+
* 唯一索引可以保证数据库表中每一行的数据的唯一性
259+
260+
**缺点:**
261+
262+
* 创建索引和维护索引要耗费时间
263+
* 索引需要占物理空间,除了数据表占用数据空间之外,每一个索引还要占用一定的物理空间
264+
* 以表中的数据进行增、删、改的时候,索引也要动态的维护。
265+
266+
## 15\. 聚簇索引与非聚簇索引的区别
267+
268+
聚簇索引并不是一种单独的索引类型,而是一种**数据存储方式**。它表示索引结构和数据一起存放的索引。非聚集索引是**索引结构和数据分开存放的索引**
269+
270+
接下来,我们分不同存存储引擎去聊哈~
271+
272+
`MySQL``InnoDB`存储引擎中, 聚簇索引与非聚簇索引最大的区别,在于叶节点是否存放一整行记录。聚簇索引叶子节点存储了一整行记录,而非聚簇索引叶子节点存储的是主键信息,**因此,一般非聚簇索引还需要回表查询。**
273+
274+
* 一个表中只能拥有一个聚集索引(因为一般聚簇索引就是**主键索引**),而非聚集索引一个表则可以存在多个。
275+
* 一般来说,相对于非聚簇索引,聚簇索引查询效率更高,因为不用回表。
276+
277+
而在`MyISM`存储引擎中,它的主键索引,普通索引都是非聚簇索引,因为数据和索引是分开的,叶子节点都使用**一个地址指向真正的表数据**
278+
279+
给个赞支持一下,谢谢啦~
280+
281+
>参考链接:[https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg3NzU5NTIwNg==&mid=2247503690&idx=1&sn=73655f41a98f21217468115888aeeceb&chksm=cf221063f855997590d48e605ac3cadbad14f4e91b71acf471a520a9ed9be2a9f2e2c5b64450#rd](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg3NzU5NTIwNg==&mid=2247503690&idx=1&sn=73655f41a98f21217468115888aeeceb&chksm=cf221063f855997590d48e605ac3cadbad14f4e91b71acf471a520a9ed9be2a9f2e2c5b64450#rd),出处:捡田螺的小男孩,整理:沉默王二

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