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

索引数据结构(掌握)

数据结构可视化

前置知识:树的高度越低查询效率越高

二叉树:不能自平衡,极端情况出现倾斜,查询效率和链表类似

红黑树:数据量大不适合

Hash

B树:

- 叶节点具有相同的深度,叶节点的指针为空
- 所有索引元素不重复
- 节点中的数据索引从左到右递增排列

B+树:

  • 非叶子节点不存储data,只存储索引(冗余存储),可以放更多的索引
  • 叶子节点包含所有索引字段
  • 叶子节点用指针连接,提高区间访问的性能

假如树的度是3,在一层添加第四个元素的时候,会将中间节点冗余作为父节点,叶子节点依然保存所有索引。

B+树又称多路/多叉平衡树,上图空白处是下一个字节点的地址,空白处是6byte,一个索引8byte(以bigint为例)。

所有叶子节点是从左到右递增

一颗B+树可以存多少数据

树的高度多少能存放1000万数据

一个节点大小16k,是磁盘存储块的大小,

16k/(6+8)=1170,每个节点放满16k,每个节点可以存储1170个索引。

一个叶子节点中的每个索引和数据大概1k,也就是一个叶子节点可以存放约16个索引和数据。

一个B+树总共可以存放的数据:1170x1170x16=2000万

根节点一般放内存。

第一层,一个节点可以放1170个索引

2000万数据,最多经过IO,可以查到数据。

MyISAM存储引擎索引的实现

MyISAM索引文件和数据文件是分离的(非聚集)

存储引擎是作用于表的

索引文件存放索引,数据文件存放数据,索引和数据不放在一起存

查询:先查询B+树上的索引,再用查询到的位置查询数据文件

Innodb存储引擎索引实现

.ibd 表和数据放一起

叶子节点存放索引的列数据

聚集索引:

  • 表数据文件本身就是按B+树组织的一个索引结构文件
  • 聚集索引-叶子节点包含了完整的数据记录
  • 为什么非主键索引结构叶子节点存储的是主键值?(一致性和节省内存)

聚集索引的意思:叶子节点存放了索引和数据

又叫聚簇索引。非聚集索引又叫稀疏索引。

为什么InnoDB表必须有主键,并且推荐使用整型的自增主键?

主键是InnoDB用来构建B+树的。

如果没有主键,会使用唯一的列作为索引,

如果还是没有,会建立隐藏列,作为索引列。

如果不用整型的自增主键,用UUID作为主键会怎么样?

  • UUID是字符串类型,查询操作会有比较操作,整型比较操作快

  • 整型主键比UUID省空间

  • UUID不是自增的

HASH索引:值做hash运算,运算后的值和存储位置一一映射

为什么不用Hash?

Hash对范围查询支持不好。某一列数据是无序的,B+树在构建的时候可以让数据有序。

如何基于B+树精准建立高性能索引

B树

  • 叶子节点具有相同的深度,叶子节点的指针为空
  • 所有索引元素不重复
  • 节点中的数据索引从左到右递增排列

B+树索引

  • 非叶子节点不存储data,只存储索引(冗余),可以放更多的索引
  • 叶子节点包含所有索引字段
  • 叶子节点用指针连接,提高区间访问的性能

为什么data节点挪到叶子节点,一个节点可以存储更多的索引

16^n=2000万,n就是树的高度,

存储同样的数据,B+树的高度远远小于B树

mysql不使用自增主键会怎么样?

插入过程中,B+树会因为一个节点存放不了索引而分裂,然后重新自平衡,影响效率。

联合索引底层数据结构

B+树每个节点上的索引是有序的,且符合二叉平衡树的规则,左子树小于根节点,右子树大于根节点。

联合索引插入时如何维护顺序呢?

依次从左到右比较字段的大小。按创建索引的顺序比较大小。

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