Mysql索引底层数据结构

索引到底是什么

• 索引是帮助MySQL高效获取数据的排好序的数据结构
• 索引存储在文件里
• 索引结构
  • 二叉树
  • 红黑树
  • HASH
  • BTREE（至于为什么选BTREE 这种数据结构，回头单独写一篇文章）

• B-Tree
  • 度(Degree)-节点的数据存储个数
  • 叶节点具有相同的深度
  • 叶节点的指针为空
  • 节点中的数据key从左到右递增排列

• B+Tree(B-Tree变种,mysql真正的数据结构)
  • 非叶子节点不存储data（占用内存小），只存储索引（冗余），可以放更多的索引
  • 叶子节点不存储指针
  • 顺序访问指针，提高区间访问的性能

• 我们看到默认是16k的大小(为什么？16K)

  • 而磁盘的一次IO是可以把16K数据load到内存的
  • 第二 我们假如数的高度是3，下图做下简单的分析，可以计算出大概可以存储2000万的索引元素

    

• 2千万的数据查询30的数据只需要3次磁盘的IO.效率很高。

• MyISAM索引实现(非聚集) 表级别 不支持事物

  • MyISAM索引文件和数据文件是分离的
  • 我们用MyISAM搜索引擎创建的表会有三个文件分别是
  • .frm 文件 （表结构）.myd (数据文件) .myi(也就是我们说的索引文件)

• 分析下主键索引

  • 如下图，假如把Col1这个字段作为索引字段那么这一列的数据将会存在到myi文件（索引文件）也就是如下图所示这部分

    

    而这部分数据则存放在.myd文件里

    

    假如我们查询30这条数据，他会先查找到30所对应的value也就是 OxF3，也就是存储的是对应这条数据磁盘地址，然后再去.myd文件中查找出这条数据（也就是回表）

• 非主键索引同上。

  

• InnoDB索引实现(聚集（主键索引是集聚））

  • 我们用InnoDB搜索引擎创建的表会有二个文件分别是
  • .frm 文件 （表结构）.IBD (数据跟索引文件)
  • 数据文件本身就是索引文件
  • 表数据文件本身就是按B+Tree组织的一个索引结构文件
  • 聚集索引-叶节点包含了完整的数据记录

• 主键索引

  

  我们可以发现它的叶子节点跟MyISAM 索引区别就是它存储的不在是磁盘地址，而是这一列的所有数据也就是我们上边提到的IBD 文件。这个点其实也就是我们常说的聚集索引。（叶子节点包含了完整的数据记录）。而MyISAM的主键索引就是非聚集索引。

• 为什么InnoDB表必须有主键，并且推荐使用整型的自增主键？

  • 必须有主键：是因为B+Tree 的数据结构需要主键去组织。
  • 假如我们的表没有创建主键的话，如果设置了唯一键索引，使用唯一键，如果没有唯一键索引，使用隐藏字段。row_id 一个自增六位的int型。
  • 推荐使用整型的自增主键：
    • 因为索引的树结构需要排序，整形的排序效率是高于其他数据类型的，并且叶子节点间是一个双向地址指针，便于快速查找下一个节点。
    • 还有一点就是假如不是递增的主键，会导致新插入的数据可能会插到某些以查找好的节点中（比如20-30这个节点之间），而每个节点存储的数据是有限制（16k）的还会导致一个分裂的问题,会进行一系列的操作影响效率。而递增是不会出现这中问题的发生，这也是为何递增的一个点。

• 非主键索引

  • 我们可以发现它的叶子节点存储的是主键值呢，为什么？(一致性和节省存储空间)
    • 如果也存储数据的话，每次数据变动需要维护多份数据，存在数据一致性的问题
    • 节省存储空间

      

• 联合索引的数据结构长什么样？（索引最左前缀原理）

  • 三个字段自上而下的结构