前言

众所周知，索引在数据库中是非常重要的存在。我上大学那会，网购刚刚开始流行，每当双十一过后，学校快递站摆满了大量的快递，体积、重量、形状各不相同。由于没有经验，一开始快递都是这样放的：

我们是怎么找的呢。。。一个一个翻呗。运气好，第一个就拿到了，食堂加个鸡腿庆祝一下；运气不好呢～～～
后来快递站改进了，把不同的快递分类。顺丰的放一堆，韵达的放一堆。。。这样就快很多嘛！
再后来，在快递分类的基础上，衍生出了几种进一步的摆放方法：有按编号排序的，有按条形码后四位排序的。。。等等等等。

上面这种通过设置查找节点来加快查找速度的方式，其实就是mysql中索引的作用。用一句话形容，索引是帮助mysql高效获取数据的排好序的数据结构。
索引的数据结构一般有二叉树、红黑树、B树、Hash表。

索引的数据结构

二叉树

简单来讲，二叉树就是先有一个根节点，然后往下长分枝，小的在左边，大的在右边：

在这个结构中，如果要找9这个数据，那么就是8->10->9，3次。但是如果在下面这个结构中呢：

这也是二叉树，但是找到9需要9次。

红黑树

红黑树是一种自平衡二叉树，当依次插入1，2，3，4，5，6，7，8，9时，

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这时候找到9，需要4次。

小结

从上面3个图可以看出来，查找的效率，其实是和树的高度是紧密相连的。查找目标所在的高度越大，查找时的效率也就越低。下面继续看B树是怎么样的。

B树

B树分为B-Tree和B+Tree，B-Tree是多路搜索树，B+Tree是B-Tree的变种,有着比B-Tree更高的查询性能。

B-Tree

结构图：带数据：

可以看到B-Tree的特点：

叶节点具有相同的深度

所有索引元素不重复

节点中的数据索引从左到右递增

同样的，查找效率和树的高度也是负相关。而且，如果让每个叶节点尽可能的多放索引，在数据量很大的时候，提高的效率就很可观了。但是问题来了，由于每一个索引中都带有数据，数据占用的空间势必影响这个叶节点能放的索引数量。而且各叶子节点不连续。

B+Tree

结构图：带数据：

可以看到B+Tree的特点：

非叶子节点不存储data，只存储冗余索引，这样可以放更多的节点

叶子节点包含了所有的索引字段

叶子节点之间有指针相连，提高了区间访问时的速度

因为叶节点是放在内存中的，叶子节点是放在硬盘中的，所以查询数据的速度很大程度上是取决于索引的查询速度。
看到这有同学会问，那我把所有数据都放在叶节点，查询效率岂不更快？比如这样：

问题是如果都放内存，在面对大量表和大量数据时，内存会被占满，查询效率也会随之下降。那么放多少才是合适的呢，Mysql设置叶节点大小为16KB。总共能放约2千万的数据(叶子节点数据按1KB算)。
并且，树高度为3！！那如果换算成B-Tree时，高度为N，2千万数据=16的N次方，很明显N远大于3。

Mysql存储引擎

MyISAM

存储方式：

MyISAM的索引文件和数据文件是分离的，也叫非聚集。
当我们用sql语句select * from table where id=25时，找到的data是改行数据在磁盘中的地址0x06。

InnoDB

存储方式：

InnoDB索引叶子节点包含了完成的数据
表数据文件本身就是B+Tree结构
在设计数据库时强烈建议建主键，而且是整型的自增主键(自增保证数据在插入时，不用分裂节点)。这样可以充分利用B+Tree索引递增、叶子节点之间连续的特性，提高查询效率。作为对比，如果使用uuid(au7812ndf.....)，不仅空间占用量大，查询时也没有整型快捷。

非主键索引的结构（二级索引....）

非主键索引叶子节点存储的是主键值(节省空间)，当通过二级主键查找时，会先找到对应的主键，再通过主键查找——回表(一致性，插入数据时，不用2边都插入)。

联合索引

联合索引也是B+Tree，根据最左前列原理排序

'user_name','age','country' USING BTREE

1. select * from table where user_name='Allen' and age=20
2. select * from table where age=20 and country='china'
3. select * from table where country='china'
4. select * from table where user_name='Allen' and country='china'

这4个sql语句，只有1的联合索引会起作用。2和3不起作用，因为叶节点上索引在已知条件下不是有序排列的。4只有user_name这一索引会起作用，因为country索引在age不确定的情况下，不是有序的。

总结

看到这里，是不是对自己写的sql语句有了新的认识

Mysql索引数据结构和存储引擎

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