MySQL索引及索引數據結構

索引是幫助MySQL高效獲取數據的排好序的數據結構

• 主鍵和unique約束的字段會自動添加索引(根據主鍵查詢效率較高，儘量根據主鍵檢索)

• 索引操作

  • 添加索引 create index 索引名 on 表名(字段名);
  • 刪除索引 drop index 索引名 on 表名(字段名);

• 索引分類：

  • 單一索引：給單個字段添加索引
  • 聯合索引：多個字段聯合起來添加一個索引
  • 主鍵索引：主鍵上會自動添加索引
  • 唯一索引：unique約束的字段會自動添加索引

• 索引失效的情況：

  模糊查詢時，第一個查詢字符是不確定值(’%‘或’_’)時，索引失效

  select name from stu where name like '%e%'; 索引失效

  select name from stu where name like 'h%'; 索引有效

  
  

數據結構

• 索引數據結構

  • 二叉樹
  • 紅黑樹
  • Hash表
  • B-Tree樹
  
  

• 紅黑樹結構：
  
  

• Hash表：效率高，但是無法支持範圍查找

• B-Tree結構

  • 葉節點具有相同的深度，葉節點的指針爲空
  • 所有索引元素不重複
  • 節點中的數據索引從左到右遞增排列
    
  
  

• B+Tree (B-Tree變種)

  • 非葉子節點不存儲data，只存儲冗餘索引，可以存放更多的索引

  • 葉子節點包含所有的索引字段

  • 葉子節點用指針連接，提高區間訪問的性能
    

MyISAM存儲引擎索引實現

MyISAM索引文件和數據文件是分離的（非聚集）

• .frm文件 存儲表結構和數據定義的信息

• .MYD 存儲數據

• .MYI 存儲索引

• 在使用了索引查找的情況下，先在MYI文件中定位到目標節點，再去MYD文件快速查找
  
  
  

InnoDB索引實現

• 表數據文件本身就是按B+Tree組織的一個索引結構文件

• 聚集索引 - 葉節點包含完整的數據記錄

• 爲什麼InnoDB必須有主鍵，並且推薦使用整型的自增主鍵？
  • 需要一個主鍵索引，用B+Tree來組織維護數據。
  • 沒有顯式定義主鍵，則InnoDB會選擇第一個不包含有NULL值的唯一索引作爲主鍵索引。
  • 如果沒有這樣的唯一索引，則InnoDB會選擇內置6字節長的ROWID作爲隱含的聚集索引(ROWID隨着行記錄的寫入而主鍵遞增，這個ROWID不像ORACLE的ROWID那樣可引用，是隱含的)
  • 使用自增列(INT/BIGINT類型)做主鍵，這時候寫入順序是自增的，和B+Tree葉子節點分裂順序一致，無須頻繁的移動、分頁操作。
• 爲什麼非主鍵索引結構葉子節點存儲的是主鍵值？
  • 保持一致性：當數據庫表進行DML操作時，同一行的頁地址會發生改變，因非主鍵索引保存的是主鍵的值，無需進行更改。
  • 節省存儲空間：InnoDB數據本身就已經匯聚到主鍵索引所在的B+Tree上了，如果普通索引還繼續保存一份數據，就會導致有多少索引就要存多少份數據。