面试题：MySQL索引维护中索引重建与优化的策略权衡

Question

在MySQL数据库中，索引随着数据的增删改会产生碎片等问题，有时需要进行索引重建，有时可以通过优化来解决。请详细说明在何种情况下应选择索引重建，何种情况下选择索引优化，以及如何操作，涉及到的命令及原理是什么？

Answer 1

选择索引重建的情况及操作

1. 情况：
   • 当索引碎片严重，导致索引性能大幅下降时，比如在频繁进行大量数据的插入、删除操作后，索引页分裂过多，逻辑上连续的索引数据在物理存储上变得分散，查询性能显著降低。
   • 索引结构损坏，例如在数据库发生崩溃、硬件故障等异常情况后，索引可能出现不一致或损坏，导致查询无法正确使用索引。
2. 操作：
   • MySQL 5.6 及以上：
     • 对于 InnoDB 存储引擎，可以使用 ALTER TABLE table_name REBUILD INDEX index_name; 命令。原理是 InnoDB 会重新创建指定的索引，从表数据中重新构建索引结构，将数据按索引规则重新组织存储，消除碎片。例如，假设有表 users 和索引 idx_username，则可以执行 ALTER TABLE users REBUILD INDEX idx_username;
     • 也可以使用 ALTER TABLE table_name ENGINE=InnoDB; 此命令会重建整个表，包括所有索引。它会先创建一个临时表，将原表数据按 InnoDB 存储格式重新插入到临时表，再删除原表并将临时表重命名为原表名，以此重建所有索引。例如 ALTER TABLE users ENGINE=InnoDB;
   • MySQL 5.5 及以下：
     • 对于 MyISAM 存储引擎，可以使用 REPAIR TABLE table_name; 命令来重建索引。其原理是 MyISAM 存储引擎会扫描整个表的数据，重新生成索引文件，修复索引结构中的问题，减少碎片。例如 REPAIR TABLE users;

选择索引优化的情况及操作

1. 情况：
   • 当索引存在一些小问题，但未严重到需要重建时，例如在查询执行计划中发现索引使用效率不高，但索引结构基本正常。可能是由于索引设计不合理，如索引列选择不当、索引顺序不对等，或者查询语句本身没有充分利用好现有索引。
   • 数据库负载较轻，且索引问题对性能影响较小时，通过优化可以在不影响业务过多的情况下逐步改善索引性能。
2. 操作：
   • 调整索引结构：
     • 例如添加复合索引。如果经常有查询同时涉及多个列的过滤条件，如 SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 1 AND order_date > '2023 - 01 - 01';，可以考虑添加复合索引 CREATE INDEX idx_customer_date ON orders (customer_id, order_date);。原理是复合索引可以在一次索引查找中同时对多个列进行匹配，提高查询效率。
     • 删除不必要的索引。如果有一些索引很少被使用，却在数据增删改时消耗额外的性能，可以使用 DROP INDEX index_name ON table_name; 命令删除。例如 DROP INDEX idx_unused ON products;，原理是减少数据库在维护索引上的开销，提高增删改操作的性能。
   • 优化查询语句：
     • 使用 EXPLAIN 关键字分析查询语句，例如 EXPLAIN SELECT * FROM products WHERE product_name LIKE 'abc%';。EXPLAIN 会展示查询执行计划，包括使用的索引、表连接顺序等信息。根据分析结果，可以调整查询语句，使它更好地利用索引。如果发现索引未被使用，可以通过调整查询条件的顺序、避免使用函数操作索引列等方式来优化。例如将 SELECT * FROM users WHERE UPPER(username) = 'ADMIN'; 改为 SELECT * FROM users WHERE username = 'admin'; 以利用索引。