August 29, 2016

MySQL入门 (十九) : 效率

By Gideon Php / Pear / Mysql / Node.js 0 Comments

资料库主要的功能是帮你储存资料，而且要可以很方便的让你随时查询或维护资料。但是在资料库运作一段时间，尤其是里面储存了大量资料的时候，你常会发现在查询或维护资料的时候，要等后比较长的时间。所以资料库除了储存资料外，效率的问题也是很重要的。资料库在关于效率上的问题会比较复杂一些，跟软、硬体还有网路都有关，这里只会讨论跟资料库有关的部份，而且会是比较基础的概念。

查询资料算是资料库中最常执行的工作，想要让查询资料的效率可以好一点，查询叙述本身就很重要。另外也可以依照需求建立增加效率的索引，建立正确的索引可以提高查询工作的效率；索引也可以在某些修改与删除工作上看到效果。

储存引擎在效率上也是一个很重要的因素，你会考虑资料库的大小与种类，还有使用者的数量，然后选择一个适合的储存引擎。

1 索引

1.1 索引的种类

主索引键的应用很常见，而且一个表格通常会有一个，而且只能有一个。在一个表格中，设定为主索引键的栏位值不可以重复，而且不可以储存「NULL」值。因为这样的限制，所以很适合使用在类似编码、代号或身份证字号这类栏位。

唯一索引也称为「不可重复索引」，在一个表格中，设定为唯一索引的栏位值不可以重复，但是可以储存「NULL」值。这种索引适合用在类似员工资料表格中储存电子邮件帐号的栏位，因为员工不一定有电子邮件帐号，所以允许储存「NULL」值，可以每一个员工的电子邮件帐号都不可以重复。

非唯一索引用来增加查询与维护资料效率的索引。设定为非唯一索引的栏位值可以重复，也可以储存「NULL」值。

「FULLTEXT」索引只能用在「CHAR」、「VARCHAR」与「TEXT」型态的栏位，而且表格使用的储存引擎必须是「MyISAM」，一般会称为「全文检索」，可以提高搜寻大量文字的效率。

「SPATIAL」索引是「SPATIAL」型态栏位专用的，而且表格使用的储存引擎必须是「MyISAM」。「FULLTEXT」与「SPATIAL这两种索引不会在这里讨论。

注：建立与管理索引的方式，在「表格与索引」中讨论。

1.2 建立需要的索引

索引有两个主要的用途：主索引键与唯一索引可以避免重复的资料；主索引键、唯一索引与非唯一索引都可以增加资料库的效率。如果需要为了增加效率而建立索引的话，你可以使用下列最基本的原则：

除了使用在「WHERE」子句中判断条件的栏位，还有「ORDER BY」与「GROUP BY」子句中指定的栏位，也都可以使用建立索引来增加效率。不过建立这样的索引的前提，还是你的表格会储存比较大量的资料，如果表格的资料量不大的话，建立索引反而会浪费储存的空间，效率也增加不多，而且还会让执行新增或修改时的效率变差。

如果想要为了增加效率而建立索引的话，你应该要考虑下列几点：

最重要的，当然是不要建立没有必要的索引，例如上列讨论的情况
索引的栏位尽量不要有「NULL」值
虽然某个栏位很常使用在「WHERE」、「ORDER BY」或「GROUP BY」子句中，也不一定要建立索引。例如性别栏位的值只有两种(使用ENUM(‘M’, ‘F’)型态)，建立索引所增加的效率也不多
主索引键与唯一索引的效率会比非唯一索引好

1.3 建立部份内容的索引

下列是一个用来示范用的表格，它可以储存一般的个人资料，在建立表格的时候，就先把身份证字号的栏位设定为主索引键：

在使用这个表格一段时间以后，如果储存的资料量很大，而且又很常使用姓名与地址栏位执行条件的判断，你应该会帮它们建立下列的索引：

为姓名栏位建立索引是比较没有问题的，不过地址栏位的长度有255个字元，这样的索引是比较没有效率的，而且你应该比较不会执行所有地址的条件判断，如果比较经常执行的条件判断，是类似「某某县某某市」的话，其实你只要建立部份内容的索引就好了：

虽然建立部份内容的索引可以减少索引的大小，不过你还要注意之前讨论的原则，就是建立索引的栏位值不应该有太多重复的值。以上列建立的索引来说，为地址栏位的前六个字元建立索引的话，应该就会有很多重复的值。所以你应该先「分析」表格中的资料：

上列的叙述可以知道地址栏位是不是有很多重复的资料，为了建立部份内容的索引前，你也可以先使用下列的查询叙述来确认：

如果上列的查询结果，确认地址栏位的前六个字元有很多重复的资料，你可以增加字元的数量后再查询，直到你可以接受的数量后，再使用这个数量来建立部份内容的索引。

2 判断条件的设定

如果想要查询一个表格所有的资料，你就不会使用「WHERE」设定查询条件，那就只能请资料库读取表格中所有的资料后传回来，有没有索引就不会有效率上的影响。不过如果使用「WHERE」子句设定查询条件的话，就要尽量使用索引来增加查询的效率。以下列的表格来说：

虽然你为生日栏位建立了索引，如果你在索引栏位使用函式或运算式的话：

下列的叙述就会使用索引，虽然比较长一些，不过它执行的效率会比上列的叙述好一些：

MySQL资料库在下列的情况下，都会自动帮你执行转换的工作：

虽然上列的查询叙述在执行后也可以传回你想要的资料，不过MySQL在处理每一笔资料的时候，都要帮你执行一次转换的工作，这样的写法是很没有效率的。所以你要尽可能避免这样的情形：

另外在关联式资料库的设计下，你应该会很常执行类似下列叙述的结合查询：

结合查询是一种很没有效率的查询，因为资料库要比对两个表格中，结合条件所设定的栏位值，如果资料数量很多的话，这样的比对工作就会花很多时间。所以你通常会帮结合条件中的栏位建立索引，以上列的查询来说，国家表格的「Code」栏位已经是主索引键；而城市表格的「CountryCode」并没有建立索引，为了增加结合查询的效率，你可以建立下列的索引：

如果经常使用国家名称执行条件判断的话，你可能会帮它建立一个索引：

使用完整的国家名称执行条件判断的话，因为使用索引执行搜寻，所以效率会比较好一些。可是如果使用字串样式执行条件判断的话，就不一定会使用索引了：

有一些索引可能会包含多个栏位：

在查询的条件中，如果跟多个栏位的索引有关的话，MySQL会依照索引栏位的顺序来决定是否使用索引。以上列的例子来说，主索引键的顺序是CountryCode栏位在前面，Language栏位在后面，如果你的查询条件只有使用Language栏位的话，这个索引就不会生效：

4 EXPLAIN与查询叙述

MySQL资料库提供「EXMPLIN」指令，可以让你分析一个查询叙述。以下列的查询来说，你可以清楚的知道资料库在执行这个查询时后发生「full table scan」：

下列的查询叙述可以看出资料库使用索引来传回资料：

如果是包含有子查询的查询叙述，「EXPLAIN」也会分别帮你执行分析的工作：

使用「EXPLAIN」来检查在这章讨论索引的查询叙述：

换成下列的查询叙述后，「EXPLAIN」会告诉你资料库使用索引来传回资料：

5 资料维护

当你使用「INSERT」、「UPDATE」或「DELETE」叙述执行资料维护的工作时，也要注意效率上的问题。在执行修改或删除资料的时候，除了要修改或删除表格中所有的资料以外，你都会加入条件的设定。在「UPDATE」和「DELETE」叙述中使用「WHERE」子句设定条件时，跟查询时候该注意的地方都一样，除了尽量使用索引来增加执行的效率，也要避免不必要的资料转换。

MySQL提供的「EXPLAIN」叙述，只可以为你分析一个查询叙述，它不可以使用在「SELECT」以外的叙述。不过你也可以这样作：