目標
1、索引資料紅黑樹、hash、b+樹詳解
2、千萬級資料表如何用索引快速查詢
3、如何基於索引b+樹準確建立高效能索引
4、聯合索引底層資料結構是怎樣的
5、聚集索引與覆蓋索引
6、mysql的最左字首原則
7、為什麼推薦使用自增主鍵做索引
8、mysql索引優化規則
索引的本質
按照官方的定義，索引就是按使用者任意指定的字段對資料進行排序的一種資料結構。
使用innodb儲存引擎時，在插入資料的時候，會自動把字段排好序(聚集)；
而用myisam儲存引擎時，預設按插入資料的順序進行儲存，不會排序(堆表)。
索引的資料結構
二叉樹紅黑樹
hash表
b-tree
假如現在有乙個2列7行的表，如下圖：
按照不同的資料結構生成的索引也是不同的，比如：
下面是以 col2 欄位建的索引：
二叉樹二叉樹的特點就是： 它右邊的子元素是大於等於它的父元素，而左邊的子元素是小於它的父元素的。
缺點：如果是插入了有小到大一次遞增的索引是，資料結構就變成了鍊錶了。結果就是建了索引跟沒建一樣，走的就是全表掃瞄。
紅黑樹紅黑樹的本質是乙個二叉平衡樹，當樹一邊鍊錶太長的時候，它會自動平衡。
缺點： 樹的高度太高，查詢的次數多。
hash表
hash演算法算出字段的hash值，然後把hash值跟磁碟資料列位址指標做高速對映。
hash在等值查詢的時候，效能是非常不錯，但是在範圍查詢的時候效率就不行了。因為還是得挨個遍歷出來。
b tree
頁子節點具有相同的深度，頁節點的指標為空
所有索引元素不重複
節點中的資料索引從左到右遞增排列
缺點：沒有雙向指標，範圍查詢的時候不如b+樹。而且，b樹的葉子節點儲存了data，這樣整個樹在高度h<=3時儲存的索引少了很多。
b+tree
非頁子節點不儲存資料(data)，只儲存索引(冗餘)，可以放更多的索引。
頁子節點包含所有索引字段。
頁子節點用指標連線，提高區間訪問效能。
現在來看一下b+樹，可以存放多少索引元素：
mysql中儲存資料的單位是頁，跟作業系統類似，只不過作業系統中的大小為4kb，而mysql的頁的大小是16kb。
假設圖中的索引是乙個bigint型別的主鍵索引，bigint型別佔8位，也就是說乙個索引資料是8b，而圖中的空白元素實際上是指下乙個子節點的磁碟檔案位址，預設佔6b。這樣計算一下： 16kb/(8+6) = 1170。也就是說乙個頁大概可儲存1170個索引。這是樹第一層非葉子節點，可以存這麼多。第二層也是非葉子節點，同理可算： 1170 x 1170 = 1368900。可以儲存1368900個索引。第三層則是頁子節點，它沒有下一層，但是每乙個索引下面會有乙個data，這個data有可能是索引所在行的磁碟檔案位址，有可能是索引所在行的其他列的資料。這個不同的儲存引擎，放的東西是不一樣的。現在假設這個data裡放的是索引所在行的其他字段資訊，這樣它佔的空間比較大，所以假設索引+data為1kb的大小，這樣，每個頁就有16個索引，所以總共可以放：1170x 1170 x 16 = 21902400 個索引。 這個數量級完全夠我們用的，所以mysql採用b+樹這種資料結構來儲存索引。
b+樹的根節點是放在記憶體的，索引在sql查詢的時候，如果樹的高度h=3，最多也只會進行2次磁碟io。
myisam儲存引擎
myisam索引檔案和資料檔案是分離的。(非聚集)
檢視mysql檔案儲存位置：
myisam儲存引擎，在磁碟上對應有3個檔案： xx.frm、xx.myd、xx.myi 檔案，沒有截圖就不放了。
下面看看對應的邏輯圖：
假設col1是索引字段，那麼圖中，上部分b+樹結構資料就是放在 xx.myi 檔案裡，而下面的表一條一條資料就是放在 xx.myd 檔案中的。
innodb儲存引擎
innodb索引檔案和資料是在一起的，存在於乙個檔案中。(聚集)
表資料檔案本身就是按照b+樹組織的乙個索引結構檔案
聚集索引葉子節點包含了完整的資料記錄
為什麼innodb表必須要有主鍵，並且推薦整形自增主鍵
答：①、innodb規定是按照主鍵索引把資料組織起來的，如果沒有顯式定義主鍵的話，mysql會預設查詢表中的字段，看有沒有唯一性的字段。如果有，那麼就把它作為主鍵。如果沒有唯一性的字段，那麼mysql會隱式的建立乙個字段(rowid)自增的整形，來作為主鍵索引。
答：②、1、使用整形的自增，很簡單如果不是整形的話，比如說uuid，那麼uuid這種字串進行比較(ascii碼)大小，肯定沒有整形的資料(1<2)這種效率高。2、而且使用整形比uuid更省空間。3、自增的話就保證每次插入資料都在後面插入，因為b+樹要求葉子節點的資料要從左到右一次遞增的。(不自增的話，可能插入的資料在前面，會導致葉子節點**，然後做一次平衡，效能和效率會降低)
為什麼非主鍵索引結構葉子節點儲存的是主鍵值(一致性和節省儲存空間)
聚集索引一般都要比非聚集索引查詢效率要高，因為聚集索引(聚簇索引)只需要查乙個檔案而非聚集索引(稀疏索引)要查2個檔案(.myi和.myd)
聯合索引
多個字段組成聯合索引。聯合索引的底層儲存結構是什麼樣的？
上圖是由3個字段組成的聯合索引。而且，不管是單值索引還是聯合索引，它的葉子節點都是從左到右遞增排好序的。所以它的順序是按照(a，b，c)欄位的先後順序排的。
最左字首原則
如果索引是由多個字段組成的聯合索引，要遵循最左字首原則。也就是：查詢要從索引的最左前列開始並且不跳過索引中的列。
mysql有多大記憶體？能存多少資料？
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char varchar最多可存放多少資料
char varchar最多能儲存8000個英文，4000個漢字 所以在design的時候應該盡量使用nvarchar來儲存資料 只有在你確保該欄位不會儲存中文的時候，才採用varchar來儲存 1 char。char儲存定長資料很方便，char欄位上的索引效率級高，比如定義char 10 那麼不論...
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