由於mysql的索引中最重要的資料結構就是b+樹,所以前面我們先大概講講b+樹的原理
b tree 指的是 balance tree,也就是平衡樹。平衡樹是一顆查詢樹,並且所有葉子節點位於同一層。
b+ tree 是基於 b tree 和葉子節點順序訪問指標進行實現,它具有 b tree 的平衡性,並且通過順序訪問指標來提高區間查詢的效能。
在 b+ tree 中,乙個節點中的 key 從左到右非遞減排列,如果某個指標的左右相鄰 key 分別是 keyi 和 keyi+1,且不為 null,則該指標指向節點的所有 key 大於等於 keyi 且小於等於 keyi+1。
進行查詢操作時,首先在根節點進行二分查詢,找到乙個 key 所在的指標,然後遞迴地在指標所指向的節點進行查詢。直到查詢到葉子節點,然後在葉子節點上進行二分查詢,找出 key 所對應的 data。
插入刪除操作會破壞平衡樹的平衡性,因此在插入刪除操作之後,需要對樹進行乙個**、合併、旋轉等操作來維護平衡性。
紅黑樹等平衡樹也可以用來實現索引,但是檔案系統及資料庫系統普遍採用 b+ tree 作為索引結構,主要有以下兩個原因:
(一)更少的查詢次數
平衡樹查詢操作的時間複雜度等於樹高 h,而樹高大致為 o(h)=o(logdn),其中 d 為每個節點的出度。
紅黑樹的出度為 2,而 b+ tree 的出度一般都非常大,所以紅黑樹的樹高 h 很明顯比 b+ tree 大非常多,查詢的次數也就更多。
(二)利用磁碟預讀特性
為了減少磁碟 i/o,磁碟往往不是嚴格按需讀取,而是每次都會預讀。預讀過程中,磁碟進行順序讀取,順序讀取不需要進行磁碟尋道,並且只需要很短的旋轉時間,速度會非常快。
作業系統一般將記憶體和磁碟分割成固態大小的塊,每一塊稱為一頁,記憶體與磁碟以頁為單位交換資料。資料庫系統將索引的乙個節點的大小設定為頁的大小,使得一次 i/o 就能完全載入乙個節點。並且可以利用預讀特性,相鄰的節點也能夠被預先載入。
索引是在儲存引擎層實現的,而不是在伺服器層實現的,所以不同儲存引擎具有不同的索引型別和實現。
是大多數 mysql 儲存引擎的預設索引型別。
因為不再需要進行全表掃瞄,只需要對樹進行搜尋即可,所以查詢速度快很多。
除了用於查詢,還可以用於排序和分組。
可以指定多個列作為索引列,多個索引列共同組成鍵。
適用於全鍵值、鍵值範圍和鍵字首查詢,其中鍵字首查詢只適用於最左字首查詢。如果不是按照索引列的順序進行查詢,則無法使用索引。
innodb 的 b+tree 索引分為主索引和輔助索引。主索引的葉子節點 data 域記錄著完整的資料記錄,這種索引方式被稱為聚簇索引。因為無法把資料行存放在兩個不同的地方,所以乙個表只能有乙個聚簇索引。
輔助索引的葉子節點的 data 域記錄著主鍵的值,因此在使用輔助索引進行查詢時,需要先查找到主鍵值,然後再到主索引中進行查詢。
雜湊索引能以 o(1) 時間進行查詢,但是失去了有序性:
innodb 儲存引擎有乙個特殊的功能叫「自適應雜湊索引」,當某個索引值被使用的非常頻繁時,會在 b+tree 索引之上再建立乙個雜湊索引,這樣就讓 b+tree 索引具有雜湊索引的一些優點,比如快速的雜湊查詢。
查詢條件使用 match against,而不是普通的 where。
innodb 儲存引擎在 mysql 5.6.4 版本中也開始支援全文索引。
myisam 儲存引擎支援空間資料索引(r-tree),可以用於地理資料儲存。空間資料索引會從所有維度來索引資料,可以有效地使用任意維度來進行組合查詢。
必須使用 gis 相關的函式來維護資料。
在進行查詢時,索引列不能是表示式的一部分,也不能是函式的引數,否則無法使用索引。
例如下面的查詢不能使用 actor_id 列的索引:
select actor_id from sakila.actor where actor_id + 1 = 5;複製**
在需要使用多個列作為條件進行查詢時,使用多列索引比使用多個單列索引效能更好。例如下面的語句中,最好把 actor_id 和 film_id 設定為多列索引。
select film_id, actor_ id
from sakila.film_actor where actor_id = 1
and film_id = 1;複製**
讓選擇性最強的索引列放在前面。
索引的選擇性是指:不重複的索引值和記錄總數的比值。最大值為 1,此時每個記錄都有唯一的索引與其對應。選擇性越高,查詢效率也越高。
例如下面顯示的結果中 customer_id 的選擇性比 staff_id 更高,因此最好把 customer_id 列放在多列索引的前面。
select
count(distinct staff_id)/count(*) as staff_id_selectivity,
count(distinct customer_id)/count(*) as customer_id_selectivity,
count(*)
from payment;複製**
staff_id_selectivity: 0.0001
customer_id_selectivity: 0.0373
count(*): 16049複製**
對於 blob、text 和 varchar 型別的列,必須使用字首索引,只索引開始的部分字元。
對於字首長度的選取需要根據索引選擇性來確定。
索引包含所有需要查詢的字段的值。
具有以下優點:
顧名思義是最左優先,以最左邊的為起點任何連續的索引都能匹配上
聯合索引本質:
當建立(a,b,c)聯合索引時,相當於建立了(a)單列索引,(a,b)聯合索引以及(a,b,c)聯合索引
想要索引生效的話,只能使用 a和a,b和a,b,c三種組合。
索引是mysql中乙個很重要的功能,日常開發中如果能用好索引,能大幅度提高sql語句的執行效能,所以了解其中的原理也是十分必要的。
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直接起飛 1.什麼是索引?索引是幫助mysql高效獲取資料的排好序的資料結構。2.索引的資料結構?為什麼選這種結構?假設我們現在這裡有一張表 以下情況都是innodb儲存引擎 idnumber 如果mysql沒有索引這種結構,那麼我們如果查詢number為51的這行記錄,那麼mysql就要從上往下掃...
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