Mysql高手系列 - 第21篇：什么是索引？

Mysql系列的目標是：通過這個系列從入門到全面掌握一個高級開發所需要的全部技能。

這是Mysql系列第21篇。

本文開始連續3篇詳解mysql索引：

1. 第1篇來說說什么是索引？
2. 第2篇詳解Mysql中索引的原理
3. 第3篇結合索引詳解關鍵字explain

本文為索引第一篇：我們來了解一下什么是索引？

路人在搞計算機之前，是負責小區建設規划的，上級領導安排路人負責一個萬人小區建設規划，並提了一個要求：可以快速通過戶主姓名找到戶主的房子；讓路人出個好的解決方案。

方案1

剛開始路人沒什么經驗，實在想不到什么好辦法。

路人告訴領導：你可以去敲每戶的門，然后開門之后再去詢問房主姓名，是否和需要找的人姓名一致。

領導一聽郁悶了：我敲你的頭，1萬戶，我一個個找，找到什么時候了？你明天不用來上班了。

這里面涉及到的時間有：走到每戶的門口耗時、敲門等待開門耗時、詢問戶主獲取戶主姓名耗時、將戶主姓名和需要查找的姓名對比是否一致耗時。

加入要找的人剛好在最后一戶，領導豈不是要瘋掉了，需要重復1萬次上面的操作。

上面是最原始，最耗時的做法，可能要找的人根本不在這個小區，白費力的找了1萬次，豈不是要瘋掉。

方案2

路人靈機一動，想到了一個方案：

1. 給所有的戶主制定一個編號，從1-10000，戶主將戶號貼在自家的門口
2. 路人自己制作了一個戶主和戶號對應的表格，我們叫做：戶主目錄表，共1萬條記錄，如下：

戶主姓名	房屋編號
劉德華	00001
張學友	00002
路人	00888
路人甲java	10000

此時領導要查找路人甲Java時，過程如下：

1. 按照姓名在戶主目錄表查找路人甲Java，找到對應的編號：10000
2. 然后從第一戶房子開始找，查看其門口戶號是否是10000，直到找到為止

路人告訴領導，這個方案比方案1有以下好處：

1. 如果要找的人不在這個小區，通過戶主目錄表就確定，不需要第二步了
2. 步驟2中不需要再去敲每戶的門以及詢問戶主的姓名了，只需對比一下門口的戶號就可以了，比方案1省了不少時間。

領導笑着說，不錯不錯，有進步，不過我找路人甲Java還是需要挨家挨戶看門牌號1萬次啊！。。。。。你再去想想吧，看看是否還有更好的辦法來加快查找速度。

路人下去了苦思冥想，想出了方案3。

方案3

方案2中第2步最壞的情況還是需要找1萬次。

路人去上海走了一圈，看了那邊小區搞的不錯，很多小區都是搞成一棟一棟的，每棟樓里面有100戶，路人也決定這么搞。

路人告訴領導：

1. 將1萬戶划分為100棟樓，每棟樓有25層，每層有4戶人家，總共1萬戶

2. 給每棟樓一個編號，范圍是[001,100]，將棟號貼在每棟樓最顯眼的位置

3. 給每棟樓中的每層一個編號，編號范圍是[01,25]，將層號貼在每層樓最顯眼的位置

4. 戶號變為：棟號-樓層-層中編號，如路人甲Java戶號是：100-20-04，貼在每戶門口

戶主目錄表還是有1萬條記錄，如下：

戶主姓名	房屋編號
劉德華	001-08-04
張學友	022-18-01
路人	088-25-04
路人甲java	100-25-04

此時領導要查找路人甲Java時，過程如下：

1. 按照姓名在戶主目錄表查找路人甲Java，找到對應的編號是100-25-04，將編號分解，得到：棟號（100）、樓層（25）、樓號（04）
2. 從第一棟開始找，看其棟號是否是100，直到找到編號為100為止，這個過程需要找100次，然后到了第100棟樓下
3. 從100棟的第一層開始向上走，走到每層看其編號是否為25，直到走到第25層，這個過程需要匹配25次
4. 在第25層依次看看戶號是否為100-25-04，匹配了4次，找到了路人甲Java

此方案分析：

1. 查找戶主目錄表1萬次，不過這個是在表格中，不用動身走路去找，只需要動動眼睛對比一下數字，速度還是比較快的
2. 將方案2中的第2步優化為上面的2/3/4步驟，上面最壞需要匹配129次（棟100+層25+樓號4次），相對於方案2的1萬次好多了

領導拍拍路人的肩膀：小伙子，去過上海的人確實不一樣啊，這次方案不錯，不過第一步還是需要很多次，能否有更好的方案呢？

路人下去了又想了好幾天，突然想到了我們常用的字典，可以按照字典的方式對方案3中第一步做優化，然后提出了方案4。

方案4

對戶主表進行改造，按照姓的首字母(a-z)制作26個表格，叫做：姓氏戶主表，每個表格中保存對應姓氏首字母及所有戶主和戶號。如下：

姓首字母：A
姓名	戶號
阿三	010-16-01
阿郎	017-11-04
啊啊	008-08-02

姓首字母：L
姓名	戶號
劉德華	011-16-01
路人	057-11-04
路人甲	048-08-02

現在查找戶號步驟如下：

1. 通過姓名獲取姓對應的首字母
2. 在26個表格中找到對應姓的表格，如路人甲Java，對應L表
3. 在L表中循環遍歷，找到路人甲Java的戶號
4. 根據戶號按照方案3中的(2/3/4)步驟找對應的戶主

理想情況：

1萬戶主的姓氏分配比較均衡，那么每個姓氏下面分配385戶（10000/26） ，那么找到某個戶主，最多需要:26次+385次 = 410次，相對於1萬次少了很多。

最壞的情況：

1萬個戶主的姓氏都是一樣的，導致這1萬個戶主信息都位於同一個姓氏戶主表，此時查詢又變為了1萬多次。不過出現姓氏一樣的情況比較低。

如果擔心姓氏不足以均衡划分戶主信息，那么也可以通過戶主姓名的筆畫數來划分，或者其他方法，主要是將用戶信息划分為不同的區，可以快速過濾一些不相關的戶主。

上面幾個方案為了快速檢索到戶主，用到了一些數據結構，通過這些數據結構對戶主的信息進行組織，從而可以快速過濾掉一些不相關的戶主，減少查找次數，快速定位到戶主的房子。

索引是什么？

通過上面的示例，我們可以概況一下索引的定義：索引是依靠某些數據結構和算法來組織數據，最終引導用戶快速檢索出所需要的數據。

索引有2個特點：

1. 通過數據結構和算法來對原始的數據進行一些有效的組織
2. 通過這些有效的組織，可以引導使用者對原始數據進行快速檢索

mysql為了快速檢索數據，也用到了一些好的數據結構和算法，來組織表中的數據，加快檢索效率。

下篇文章將對mysql索引原理做詳細介紹，敬請期待，喜歡的關注一下謝謝！

Mysql系列目錄

1. 第1篇：mysql基礎知識
2. 第2篇：詳解mysql數據類型（重點）
3. 第3篇：管理員必備技能(必須掌握)
4. 第4篇：DDL常見操作
5. 第5篇：DML操作匯總（insert,update,delete）
6. 第6篇：select查詢基礎篇
7. 第7篇：玩轉select條件查詢，避免采坑
8. 第8篇：詳解排序和分頁(order by & limit)
9. 第9篇：分組查詢詳解（group by & having）
10. 第10篇：常用的幾十個函數詳解
11. 第11篇：深入了解連接查詢及原理
12. 第12篇：子查詢
13. 第13篇：細說NULL導致的神坑，讓人防不勝防
14. 第14篇：詳解事務
15. 第15篇：詳解視圖
16. 第16篇：變量詳解
17. 第17篇：存儲過程&自定義函數詳解
18. 第18篇：流程控制語句
19. 第19篇：游標詳解
20. 第20篇：異常捕獲及處理詳解

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