丁奇MYSQL45讲归纳-4

109 阅读3分钟

概念理解

索引的出现其实就是为了提高数据查询的效率,就像书的目录一样。

常见索引模型

三种常见、也比较简单的数据结构,它们分别是哈希表、有序数组和搜索树。

哈希表

哈希表是一种以键-值(key-value)存储数据的结构,我们只要输入待查找的值即key,就可以找到其对应的值即Value。 不可避免地,多个key值经过哈希函数的换算,会出现同一个值的情况。处理这种情况的一种方法是,拉出一个链表。 哈希表这种结构适用于只有等值查询的场景

有序数组

有序数组是一种特殊的数组,里面的元素,按一定的顺序排列,我们这里假设由小到大排列。

有序数组在等值查询和范围查询场景中的性能就都非常优秀。但是有序数组索引只适用于静态存储引擎,因为更新需要更新后面所有的记录,成本很高

二叉树

二叉搜索树的特点是:每个节点的左儿子小于父节点,父节点又小于右儿子。 二叉树是搜索效率最高的,但是实际上大多数的数据库存储却并不使用二叉树。其原因是,索引不止存在内存中,还要写到磁盘上。 以InnoDB的一个整数字段索引为例,这个N差不多是1200。

InnoDB 的索引模型

在InnoDB中,表都是根据主键顺序以索引的形式存放的,这种存储方式的表称为索引组织表。InnoDB使用了B+树索引模型,所以数据都是存储在B+树中的。

B+树的插入可能会引起数据页的分裂,删除可能会引起数据页的合并,二者都是比较重的IO消耗,所以比较好的方式是顺序插入数据,这也是我们一般使用自增主键的原因之一。

主键索引的叶子节点存的是整行数据。在InnoDB里,主键索引也被称为聚簇索引(clustered index)。

非主键索引的叶子节点内容是主键的值。在InnoDB里,非主键索引也被称为二级索引(secondary index)。

主键长度越小,普通索引的叶子节点就越小,普通索引占用的空间也就越小。性能和存储空间方面考量,自增主键往往是更合理的选择。

在Key-Value的场景下,只有一个索引且是唯一索引,则适合直接使用业务字段作为主键索引。

基于主键索引和普通索引的查询有什么区别?

  • 如果语句是select * from T where ID=500,即主键查询方式,则只需要搜索ID这棵B+树;
  • 如果语句是select * from T where k=5,即普通索引查询方式,则需要先搜索k索引树,得到ID的值为500,再到ID索引树搜索一次。这个过程称为回表。 也就是说,基于非主键索引的查询需要多扫描一棵索引树。因此,我们在应用中应该尽量使用主键查询。

索引维护

B+树为了维护索引有序性,在插入新值的时候需要做必要的维护。

页分裂

如果所在的数据页已经满了,根据B+树的算法,这时候需要申请一个新的数据页,然后挪动部分数据过去。这个过程称为页分裂。 页分裂操作还影响数据页的利用率。原本放在一个页的数据,现在分到两个页中,整体空间利用率降低大约50%。

当相邻两个页由于删除了数据,利用率很低之后,会将数据页做合并