一、索引的底层数据结构与算法
1、什么是索引？
索引是帮助MySQL高效获取数据的排好序的数据结构。
2、索引的数据结构
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B+Tree(B-Tree变种)
- 非叶子节点不存储data，只存储索引(冗余)，可以放更多的索引
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叶子节点包含所有索引字段
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叶子节点用指针连接，提高区间访问的性能
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MyISAM索引文件和数据文件是分离的(非聚集)
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InnoDB索引实现(聚集)
- 表数据文件本身就是按B+Tree组织的一个索引结构文件
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叶节点包含了完整的数据记录
- 建议InnoDB表必须建主键，并且推荐使用整型的自增主键
- 为什么非主键索引结构叶子节点存储的是主键值？(一致性和节省存储空间)
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联合索引数据结构
二、Explain工具使用
1、explain？
在 select 语句之前增加 explain 关键字，MySQL 会在查询上设置一个标记，执行查询会返回执行计划的信息，而不是执行这条SQL
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explain extended+show warnings：会在 explain 的基础上额外提供一些查询优化的信息。紧随其后通过 show warnings 命令可以得到优化后的查询语句
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explain partitions：相比 explain 多了个 partitions 字段，如果查询是基于分区表的话，会显示查询将访问的分区。
2、explain中的列
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id:
有几个 select 就有几个id，并且id的顺序是按 select 出现的顺序增长的。id列越大执行优先级越高，id相同则从上往下执行，id为NULL最后执行。
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select_type:
对应行是简单还是复杂的查询
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simple：简单查询。查询不包含子查询和union
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primary：复杂查询中最外层的 select
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subquery：包含在 select 中的子查询（不在 from 子句中）
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derived：包含在 from 子句中的子查询。MySQL会将结果存放在一个临时表中，也称为派生表（derived的英文含义）
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union：在 union 中的第二个和随后的 select
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table这一列表示 explain 的一行正在访问哪个表。type:
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system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL,一般来说要保证达到range级别
- const, system：mysql能对查询的某部分进行优化并将其转化成一个常量（可以看show warnings 的结果）。
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eq_ref：primary key 或 unique key 索引的所有部分被连接使用 ，最多只会返回一条符合条件的记录。
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ref：相比 eq_ref，不使用唯一索引，而是使用普通索引或者唯一性索引的部分前缀，索引要和某个值相比较，可能会找到多个符合条件的行。
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range：范围扫描通常出现在 in(), between ,> ,<, >= 等操作中。使用一个索引来检索给定范围的行。
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index：扫描全索引就能拿到结果，一般是扫描某个二级索引，这种扫描不会从索引树根节点开始快速查找，而是直接对二级索引的叶子节点遍历和扫描，速度还是比较慢的，这种查询一般为使用覆盖索引，二级索引一般比较小，所以这种通常比ALL快一些。
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ALL：即全表扫描，扫描你的聚簇索引的所有叶子节点。通常情况下这需要增加索引来进行优化了。
- possible_keys：显示查询可能使用哪些索引来查找。
- key：实际采用哪个索引来优化对该表的访问。
- key_len：通过这个值可以算出具体使用了索引中的哪些列。
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- 字符串：char(n)：3n ， varchar(n)： 3n + 2 ，加的2字节用来存储字符串长度，因为varchar是变长字符串
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- 数值类型：tinyint：1 smallint：2 int：4 bigint：8字节
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- 时间类型：date：3 timestamp：4 datetime：8
如果字段允许为 NULL，需要1字节记录是否为 NULL索引最大长度是768字节，当字符串过长时，mysql会做一个类似左前缀索引的处理，将前半部分的字符提取出来做索引。
- ref：这一列显示了在key列记录的索引中，表查找值所用到的列或常量，常见的有：const（常量），字段名（例：film.id）
- rows：这一列是mysql估计要读取并检测的行数，注意这个不是结果集里的行数。
- Extra：这一列展示的是额外信息。常见的重要值如下：
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Using index：使用覆盖索引
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Using where：使用 where 语句来处理结果，并且查询的列未被索引覆盖
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Using index condition：查询的列不完全被索引覆盖，where条件中是一个前导列的范围；
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Using temporary：mysql需要创建一张临时表来处理查询。出现这种情况一般是要进行优化的，首先是想到用索引来优化。
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Using filesort：将用外部排序而不是索引排序，数据较小时从内存排序，否则需要在磁盘完成排序。这种情况下一般也是要考虑使用索引来优化的。
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Select tables optimized away：使用某些聚合函数（比如 max、min）来访问存在索引的某个字段是
3、优化建议