MySQL索引的原理

2021-09-09 06:59:32 字數 3180 閱讀 6055

回想四年前,我在學習mysql的索引這塊的時候,老師在講索引的時候,是像下面這麼說的

索引就像一本書的目錄。而當使用者通過索引查詢資料時,就好比使用者通過目錄查詢某章節的某個知識點。這樣就幫助使用者有效地提高了查詢速度。所以,使用索引可以有效地提高資料庫系統的整體效能。

嗯,這麼說其實也對。但是呢,大家看完這種說法,其實可能還是覺得太抽象了!因此呢,我還想再深入的細說一下,所以就有了此文!

需要說明的是,我說的內容只在mysql的innodb引擎中是成立的。在sql server、oracle、mysql的mysiam引擎中的正確性,不一定成立!

ok,廢話不多說,開始囉嗦!

先引進聚簇索引和非聚簇索引的概念! 

我們平時在使用的mysql中,使用下述語句

create [unique|fulltext|spatial] index index_name

[using index_type]

on tbl_name (index_col_name,...)

index_col_name:

col_name [(length)] [asc | desc]

建立的索引,如復合索引、字首索引、唯一索引,都是屬於非聚簇索引,在有的書籍中,又將其稱為輔助索引(secondary index)。在後文中,我們稱其為非聚簇索引,其資料結構為b+樹。

那麼,這個聚簇索引,在mysql中是沒有語句來另外生成的。在innodb中,mysql中的資料是按照主鍵的順序來存放的。那麼聚簇索引就是按照每張表的主鍵來構造一顆b+樹,葉子節點存放的就是整張表的行資料。由於表裡的資料只能按照一顆b+樹排序,因此一張表只能有乙個聚簇索引。

在innodb中,聚簇索引預設就是主鍵索引。

這個時候,機智的讀者,應該要問我

如果我的表沒建主鍵呢?

回答是,如果沒有主鍵,則按照下列規則來建聚簇索引

ps:大家還記得,自增主鍵和uuid作為主鍵的區別麼?由於主鍵使用了聚簇索引,如果主鍵是自增id,,那麼對應的資料一定也是相鄰地存放在磁碟上的,寫入效能比較高。如果是uuid的形式,頻繁的插入會使innodb頻繁地移動磁碟塊,寫入效能就比較低了。

先來一張帶主鍵的表,如下所示,pid是主鍵

接下來,我們畫出該錶的結構圖如下

如上圖所示,分為上下兩個部分,上半部分是由主鍵形成的b+樹,下半部分就是磁碟上真實的資料!那麼,當我們, 執行下面的語句

select * from table where pid='11'
那麼,執行過程如下

如上圖所示,從根開始,經過3次查詢,就可以找到真實資料。如果不使用索引,那就要在磁碟上,進行逐行掃瞄,直到找到資料位置。顯然,使用索引速度會快。但是在寫入資料的時候,需要維護這顆b+樹的結構,因此寫入效能會下降!

ok,接下來引入非聚簇索引!我們執行下面的語句

create index index_name on table(name);
此時結構圖如下所示

大家注意看,會根據你的索引字段生成一顆新的b+樹。因此, 我們每加乙個索引,就會增加表的體積, 占用磁碟儲存空間。然而,注意看葉子節點,非聚簇索引的葉子節點並不是真實資料,它的葉子節點依然是索引節點,存放的是該索引欄位的值以及對應的主鍵索引(聚簇索引)。

如果我們執行下列語句

select * from table where name='lisi'
此時結構圖如下所示

通過上圖紅線可以看出,先從非聚簇索引樹開始查詢,然後找到聚簇索引後。根據聚簇索引,在聚簇索引的b+樹上,找到完整的資料!

那什麼情況不去聚簇索引樹上查詢呢?

還記得我們的非聚簇索引樹上存著該索引欄位的值麼。如果,此時我們執行下面的語句

select name from table where name='lisi'
此時結構圖如下

如上圖紅線所示,如果在非聚簇索引樹上找到了想要的值,就不會去聚簇索引樹上查詢。還記得,博主在《select的正確姿勢》提到的索引問題麼:

當執行select col from table where col = ?,col上有索引的時候,效率比執行select * from table where col = ? 速度快好幾倍!

看完上面的圖,你應該對這句話有更深層的理解了。

那麼這個時候,我們執行了下述語句,又會發生什麼呢?

create index index_birthday on table(birthday);
此時結構圖如下

看到了麼,多加乙個索引,就會多生成一顆非聚簇索引樹。因此,很多文章才說,索引不能亂加。因為,有幾個索引,就有幾顆非聚簇索引樹!你在做插入操作的時候,需要同時維護這幾顆樹的變化!因此,如果索引太多,插入效能就會下降!

講到這裡,大家應該清楚的明白索引的原理了!可能細節方面還不夠嚴謹,但是我覺得乙個研發,理解到這裡可以了,夠用了,畢竟我們也不是專業的dba。

希望大家有所收穫!

mysql索引要素 mysql 索引的原理

1 考慮下面的情況,mysql desc student field type null key default extra school varchar 64 yes null name varchar 64 yes null birthday date yes null 3 rows in se...

MySQL索引原理之索引原理

索引定義 是儲存引擎用於快速查詢記錄的一種資料結構。需要額外開闢空間和資料維護工作。索引是物理資料頁儲存,在資料檔案中 innodb,ibd檔案 利用資料頁 page 儲存。索引可以加快檢索速度,但是同時也會降低增刪改操作速度,索引維護需要代價。索引涉及的理論知識 二分查詢法 hash和b tree...

mysql索引 mysql索引實現原理

什麼是索引 索引是一種高效獲取資料的儲存結構,例 hash 二叉 紅黑。mysql為什麼不用上面三種資料結構而採用b tree 若僅僅是 select from table where id 45 上面三種演算法可以輕易實現,但若是select from table where id 6 就不好使了...