在平时开发过程中写sql时，我们通常都不太关心sql的性能，只有能给查出来数据，sql的执行速度不是太慢就不会去管它了。但是开发时期的数据量往往都不是太大，很多性能问题只有在生产环境中才会发现，如：数据过多、sql关联了太多的表，使用了太多的join、或者建立了索引，但是索引失效的问题。所以要解决这些性能上的难题，就要去研究mysql最为重要的特性--索引。
一、索引的简介
1.索引的定义
首先我们来看看官网上，对索引的定义：索引（Index）是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。这种数据结构是BTree或B+Tree（我们这里不会去介绍这两种树）。
详细的来讲，数据库维护着两种东西，一个是用户本身存储的数据，另一个则是满足特定查找算法的数据结构，数据结构可以通过一些特定的方式来指向我们使用的数据，这样就可以在这些数据结构的基础上实现高级查找算法，这种数据结构就是索引。
2.索引的特点
索引的优点：
第一点：能够提高数据库检索数据的效率，降低数据库对磁盘的IO读取次数。
第二点：排序过程中是需要消耗CPU资源的，如果加上了索引，那么就会降低CPU的消耗。
索引的缺点：
第一点：索引本身也是一种数据，所以建立了索引会减少磁盘的容量。
第二点：在进行新增、更新、删除过程中，如果添加了索引，mysql还要对索引进行增删改操作，所以索引对增删改操作是负面的。
3.索引的分类
a.单值索引
即一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单列索引
b.唯一索引
索引列的值必须唯一，但允许有空值
c.主键索引
设定为主键后数据库会自动建立索引，innodb为聚簇索引
d.复合索引（也叫组合索引）
即一个索引包含多个列,一般来说复合索引的性价比要比单值索引高的多，因此一般建议在创建索引时优先选择复合索引。
4.如何建立索引
首先我们来看看哪些字段要建立索引:
a.主键会自动建立唯一索引，
b.查询中where后面的条件字段应该建立索引，
c.进行连表查询中，与其他表有外键关系的字段要建立索引，
d.在有排序和分组的查询中，需要给排序的字段和分组的字段建立索引，
e.对需要统计的字段，应该加上索引。
在上面我们已经说过了，索引虽然能够大大加快我们的查询速度，但是它也是有缺点的，针对它的缺点我们来看看那些情况不需要加索引:
a.表中的数据太少不需要加索引，这是因为表记录太少的话查询速度本身就会很快，加上索引提升不大，而且还会多占用磁盘容量。
b.在对表的操作中，都太多的增删改情况的字段不加索引。对于这种字段，虽然提供了查询速度，但是会降低更新表的速度，因为在进行增删改操作时，mysql也会对索引进行更新。
c.过滤性太低的字段不要加索引。首先我们来看看什么是过滤性，所谓过滤性指的是这个条件能够过滤多少条记录。举个例子，如user表中的性别（只有男、女性别的情况）字段。
二、查询优化
1.索引失效
在我们实际开发中，是不是往往会遇到即使加上了索引，sql运行的速度有没有提高很多，面对这样的情况，很可能就是索引了，接下来我们就来看看索引失效的规则：
a.最佳左前缀法则
定义：如果索引了多列，要遵守最左前缀法则。指的是查询从索引的最左前列开始并且不跳过索引中的列。我们来看一个例子
先创建一张user表，有三个字段
给这三个字段添加复合索引
然后我们来看一个sql：
select * from user where name='小明' and userId='1'
我们来分析下这个sql，在where的后面有两个条件name和userId，首先根据创建的索引，name是能使用的，而userId就不一样了，在创建的索引中name的后面是age，那么根据左前缀法则，那么userId没有用到索引。那么为什么索引的使用是必须遵守左前缀法则呢，这是和索引创建的数据结构有关，如图。
根据图我们可以看到，复合索引的创建是一个层级关系，每一层都是由上面的字段指向下一个字段。所以在name_age_userId这个复合索引中，name字段是指向age字段的，age是指向userId字段的，name和userId没有直接关系，因此回到我们的sql，索引只会命中name字段，这就是为什么遵循左前缀法则的原因。
b.不在索引列上添加任何操作，如函数、计算、类型转换
看一个例子：还是上面的那张表，有两个sql：
select * from user where userId=1；
select * from user where userId='1'
这两个sql中有很明显的是，只有第二个才会用到索引，这是因为我们的userId是varchar类型，而第一个sql中，where后面的userId是用了一个数字进行比较，这就会让这个索引列进行了一次类型转换，导致了索引失效的问题。
c.存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列
看一个例子：
select * from user where name='小明' and age>17 and userId='1'；
这个sql索引失效的问题也比较简单，首先name能给命中索引，然后age字段由于是一个范围查找，所以索引不能命中age；最后根据左前缀法则，age没有命中索引的，那么userId也无法命中。
接下来的几个索引失效规则都比较简单，就直接列出来：
d.在使用不等于(!= 或者<>)的时候无法使用索引会导致全表扫描。
e.在查询过程中is not null 也无法使用索引,但是is null是可以使用索引的。
f.在进行模糊查询过程中，like以通配符开头('%abc...')mysql索引失效会变成全表扫描的操作。
2.如何正确建立索引
在介绍了索引失效问题后，我们在以后建立和使用索引时就会有一个很好的思路，下面我们就来总结一下如何正确的建立索引
a.在创建复合索引中，过滤性越好的字段顺序应该越靠前越好。
b.组合索引的创建中，有范围查找、不等于、is not null条件的字段应该放在最后。
c.组合索引的字段中，最好包含where后面中所有的索引字段。
e.在使用left join 时，小表作为驱动表（主表），大表作为非驱动表，这样做能给使索引最大化的利用。
f.子查询不要用与join的驱动表，因为索引会失效。