索引概述

介绍

索引(index)是帮助MySQL**高效获取数据**的**数据结构**(**有序**)。在数据之外,数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构,这些数据结构以某种方式引用(指向)数据,这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法,这种数据结构就是索引。

优点

  1. 提高数据检索的效率,降低数据库的IO成本
  2. 通过索引列对数据进行排序,降低数据排序的成本,降低CPU的消耗

劣势–可以忽略

  1. 索引列也要沿用空间的---------现在磁盘空间都大,可以忽略
  2. 索引大大提高了查询效率,同时却也降低更新表的速度,如对表进行insert,update,delete时,降低效率------表大部分的任务是查询

索引结构

索引结构

描述

B+Tree索引

最常见的索引类型,大部分引擎都支持B+Tree树索引

Hash索引

底层数据结构是用哈希表实现的,只有精确匹配索引列的查询才有效不支持范围查询

R-tree(空间索引)

空间索引是MylSAM引擎的一个特殊索引类型,主要用于地理空间数据类型,通常使用较少

Full-text(全文索引)

是一种通过建立倒排索引,快速匹配文档的方式。类似于Lucene,Solr,ES

索引

InnoDB

MyISAM

Memory

B+Tree索引

支持

支持

支持

Hash索引

不支持

不支持

支持

R-tree(空间索引)

不支持

支持

不支持

Full-text(全文索引)

5.6版本之后支持

支持

不支持

我们平常所说的索引,如果没有特别指明,都是指B+树结构组织的索引。

二叉树

缺点:顺序插入时,会形成一个链表,查询性能大大降低。大数据量情况下,层级较深,检索速度慢
顺序插入的缺点,由红黑树解决

红黑树

缺点:大数据量情况下,层级较深,检索速度慢
数据多检索慢,延伸出 B-Tree(多路平衡二叉树)

B-Tree(多路平衡二叉树)

缺点:B-Tree的叶子节点和非叶子节点都会存储数据,导致一页中存储的键值减少,指针跟着减少,要同B+tree一样保存大量数据,只能增加树的高度(根据上一章mysql存储引擎中提到的,页的大小是固定的16k),导致性能降低

以一颗最大度数(max-degree)为5(5阶)的b-tree为例(每个节点最多存储4个key,5个指针):

索引所在行数 索引位置-1_索引所在行数

B+Tree

索引所在行数 索引位置-1_主键_02


相对于B-Tree区别:

  1. 所有的数据都会出现再叶子节点
  2. 叶子节点形成一个单向链表

B+Tree(MySQL)

MySQL索引数据结构对经典的B+Tree进行了优化。在原B+Tree的基础上,增加一个指向相邻叶子节点的链表指针,就形成了带有顺序指针的B+Tree,提高区间访问的性能。

索引所在行数 索引位置-1_数据_03


所有的数据都会出现在叶子节点

Hash

缺点:Hash索引只支持等值匹配,B+Tree支持范围匹配及排序操作

哈希索引就是采用一定的hash算法,将键值换算成新的hash值,映射到对应的槽位上,然后存储在hash表中。

如果两个(或多个)键值,映射到一个相同的槽位上,他们就产生了hash冲突(也称为hash碰撞),可以通过链表来解决。

索引所在行数 索引位置-1_索引所在行数_04


Hash索引特点

3. Hash索引只能用于对等比较(=,in),不支持范围查询(between,>,<,…) ------因为是无序的

4. 无法利用索引完成排序操作 ------因为是无序的

5. 查询效率高,通常只需要一次检索就可以了,效率通常要高于B+tree索引 -----如果不出现Hash冲突就查一次,否则在对应链表中查找

存储引擎支持

在MsQL中,支持hash索引的是Memory引擎,而InnoDB中具有自适应hash功能,hash索引是存储引擎根据B+Tree索引在指定条件下自动构建的。

索引分类

分类

含义

提点

关键字

主键索引

针对于表中主键创建的索引

默认自动创建

primary

唯一索引

避免同一个表中某数据列中的值重复 (设置唯一约束)

可以有多个

unique

常规索引

快速定位特定数据

可以有多个

全文索引(使用少)

全文索引查找的是文本中的关键字,而不是比较索引中的值

可以有多个

fulltext

在lnnoDB存储引擎中,根据索引的存储形式,又可以分为以下两种:

分类

含义

特点

聚集索引(Clustered Index)

将数据存储与索引放到一起,索引结构的叶子节点保存了行数据

必须有,而且只能有一个

二级索引(Secondary Index)

将数据与索引分开存储,索引结构的叶子节点关联的是对应的主键

可以存在多个

聚集索引选取规则:

  1. 如果存在主键,主键索引就是聚集索引。
  2. 如果不存在主键,将使用第一个唯一(UNIQUE)索引作为聚集索引。
  3. 如果表没有主键,或没有合适的唯一索引,则InnoDB会自动生成一个rowid作为隐藏的聚集索引。

name 列下存储的并非这一行的数据,而是id的值

索引所在行数 索引位置-1_主键_05

例:select *from user where name = ‘Arm’

执行查询后,先去二级索引(b+tree)中定位到’Arm’,取得这一行数据的主键值,再根据主键值去聚集索引(b+tree)中定位到整行的行数据

被称为:回表查询

索引所在行数 索引位置-1_主键_06