mysql索引資料結構
當慢查詢時,看sql是否走索引。
索引的本質:索引是幫助mysql高效獲取資料的排好序的資料結構。
mysql若不建立索引,查詢某條資料時則會逐行掃瞄,每掃瞄一行資料就會做一次磁碟io。
b-tree:
葉節點具有相同的深度,葉節點的指標為空。
所有索引元素不重複。
葉節點中的資料索引從左到右遞增排列。
b樹模型圖。在b樹中,無論中間節點還是葉子節點都帶有資料。
b+樹模型圖,只有葉子節點帶有資料,其餘中間節點僅僅是索引,沒有任何資料關聯。
b樹與b+樹的效能比較
查詢過程看上去跟b樹差不多,但還是有兩點不同的,首先,b+樹中間節點沒有資料,只存索引資料,所以同樣大小的磁碟頁可以容納更多的節點元素,這就意味著,資料量相同的情況下b+樹比b樹更加的」矮胖「,相應會減小io次數。其次,b+樹的查詢必須最終查詢到葉子節點,而b樹只要找到匹配元素即可,無論匹配元素處於中間節點還是葉子節點。
因此,b樹的查詢效能並不穩定,最好的情況是只查根節點即可,最壞的情況是要查到葉子節點,而b+樹每一次查詢都是穩定的。
b+樹比b樹的優勢有三個:
1、單一節點儲存更多的元素,使得查詢的io次數減少;
2、所有查詢都要查詢到葉子節點,查詢效能穩定;
3、所有葉子節點形成有序鍊錶,便於範圍查詢。
為什麼mysql索引要用b+樹不是b樹?
用b+樹不用b樹考慮的是io對效能的影響,b樹的每個節點都儲存資料,而b+樹只有葉子節點才儲存資料,所以查詢相同資料量的情況下,b樹的高度更高,io更頻繁。資料庫索引是儲存在磁碟上的,當資料量大時,就不能把整個索引全部載入到記憶體了,只能逐一載入每乙個磁碟頁(對應索引樹的節點)。其中在mysql底層對b+樹進行進一步優化:在葉子節點中是雙向鍊錶,且在鍊錶的頭結點和尾節點也是迴圈指向的。
提問:為何不採用hash方式?
等值查詢時可以,但無法滿足範圍查詢
mysql的myisam、innodb引擎
儲存引擎是修飾表的。(資料庫檔案是儲存在磁碟的mysql安裝目錄的data資料夾下)
myisam引擎(非聚集)的資料庫表對應3個檔案:
frm:儲存表的結構定義檔案
myd:儲存表內的資料行(儲存了表的真實資料)
myi:儲存了表內的索引字段(即那棵b+樹)
b+樹的葉節點的data區域內儲存的是myd表內資料的行位址(即指標)
innodb引擎(聚集)
資料庫表對應2個檔案:
frm:儲存表的結構定義檔案
ibd:儲存的是表的索引+資料(即myisam的myd+myi的合併)
b+樹的葉節點的data區域內儲存的是一整行資料
mysql中普遍使用b+tree做索引,但在實現上又根據聚簇索引和非聚簇索引而不同。
聚簇索引
所謂聚簇索引,就是指主索引檔案和資料檔案為同一份檔案,聚簇索引主要用在innodb儲存引擎中。在該索引實現方式中b+tree的葉子節點上的data就是資料本身,key為主鍵,如果是一般索引的話,data便會指向對應的主索引。
在b+tree的每個葉子節點增加乙個指向相鄰葉子節點的指標,就形成了帶有順序訪問指標的b+tree。做這個優化的目的是為了提高區間訪問的效能,如果要查詢key為從18到49的所有資料記錄,當找到18後,只需順著節點和指標順序遍歷就可以一次性訪問到所有資料節點,極大提到了區間查詢效率。
非聚簇索
非聚簇索引就是指b+tree的葉子節點上的data,並不是資料本身,而是資料存放的位址。主索引和輔助索引沒啥區別,只是主索引中的key一定得是唯一的。主要用在myisam儲存引擎中。
為何innodb表必須有主鍵,並且推薦使用整型自增主鍵?
採用整型是因為在主鍵比較時更容易,比uuid更快速,自增是因為當插入新節點時,自動在葉節點處往後補充即可,若不是自增,b+樹為保證節點的大小順序,可能會產生節點的**和平衡的調整,十分耗時。
innodb的非主鍵索引
在葉節點處的data區域儲存的並不是整條資料,而是整條資料的主鍵。(為保證資料的一致性和節省儲存空間)
mysql之聯合索引
索引最左字首原理
聯合索引因為每個節點記憶體有多個字段,因此為保證資料從左到右依次遞增,就將(假設)3個字段依次進行大小比較。
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