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什么是索引

索引的分類

索引的本質

HASH

B+樹

Mysql存儲引擎

InnoDB

MyISAM

試驗

結語

什么是索引

眾所周知，索引是用來加快數據庫查詢速度的，試想一條sql語句：select * from my_table where id = 10000，如果沒有索引，那么就必須要遍歷整張表，直到找到id=10000這一行數據，這樣做無疑是低效的。而如果在id這一列上建立了索引，就可在索引中查找。由于索引是經過某種算法優化過的，因而查找次數要少的多。可以極大的提高查詢速度。

索引的分類

普通索引：僅用來加速查詢。

唯一索引：加速查詢+列值唯一(允許為null)。

主鍵索引：加速查詢+列值唯一(不允許為null)，一張表只能由一個主鍵索引。

聯合索引：多個列值組成一個索引，用于組合搜索，其效率大于索引合并。

全文索引：對文本的內容進行分詞，解決判斷字段是否包含的問題。(實際中使用較少)

索引的本質

mysql默認的索引方式是B+樹，用戶也可以選擇HASH，下面依次介紹這兩種方式

HASH

哈希函數會根據傳入的關鍵字計算出其所在的位置，它會將關鍵字域映射到哈希表中的一個位置上。，我們在查詢的時候，只需要進行一次運算后就可以找到該行數據對應的下標位置，時間復雜度為O(1)，但是它有幾個很明顯的缺點：

浪費數據空間，HASH表中很多地方是沒有存數據的。

不支持范圍查詢。

不支持排序。

基于以上幾個缺點，雖然HASH進行查詢時速度很快，但是Mysql不將它作為

默認索引方式。

B+樹

m階B+樹的性質：

每個節點最多有m個子節點。

除根節點外，每個節點至少有m/2個子節點，注意如果結果除不盡，就向上取整，比如5/2=3。

根節點要么是空，要么是獨根，否則至少有2個子節點。

有k個子節點的節點必有k個關鍵碼。

葉節點的高度一致。

數據只存在于葉節點中。

下圖給出了一個3階的B+樹的結構

葉子節點順序排列，數據全部存放在葉子節點中(也稱為衛星數據)，其余節點僅存放索引，同時葉子節點通過組成一個雙向鏈表。

從圖中可以看出，每一個子節點中的最大值都能在其父節點中找到，看著是不是有點像二叉搜索樹呢？與之不同的是，B+樹每一個節點都能存放多個數據。

這里舉一個例子，假設我們想找大于5，小于16的數據，B+樹從根節點像下找的過程如下：

B+樹的查詢效率很高，而且很適合范圍查詢。

有點朋友可能會問了，我們應該如何選擇B+樹的階數呢？

大家都知道，數據庫查詢的瓶頸在于磁盤IO，而數據是存在我們的磁盤上的，我們應該盡可能減少磁盤IO次數，那么應盡量把數據存在一個磁盤塊中，由于磁盤塊的大小一般是4KB，所以M階B+樹的M值應盡可能向它靠攏，我們一般取4KB的0.75倍。同時，由于除葉子節點外其余節點沒有存衛星數據，所以這些節點能存放更多的索引。這也減小了磁盤的IO。

Mysql存儲引擎

InnoDB

InnoDB是mysql默認的存儲引擎，它采用聚集索引，支持事務。

這兒提到了聚集索引，那么什么是聚集索引呢？

聚集索引就是將數據文件和索引放在一起，也就是說當我們通過索引進行查詢的時候，能夠直接找到數據。

這里以主鍵ID對應的索引為例

可以看到索引和數據文件是放在一起的。(這里的data指的是對應行包含所有列值的整行數據，不單單只是一個數據)

而當使用輔助索引(非主鍵字段建立的索引)進行查詢時，索引值是和該行對應的主鍵值放在一起的，這就意味這查詢時先找到該行主鍵ID，然后再通過這個主鍵ID值在主鍵的索引樹下找到數據。

MyISAM

mysql也提供MyISAM存儲引擎，MyISAM采用非聚集索引，查詢效率高，但不支持事務。

什么是非聚集索引呢？

非聚集索引就是索引和數據是分開放的。

那么怎么通過索引找到數據呢？

請看下面的索引樹

雖然數據和索引是分開的，但每一個索引下面存的是該行數據對應的地址，也就是說我們可以拿到該行數據的地址，那么直接尋址就可以找到數據。

試驗

下面我們來通過一個試驗直觀的感受兩個存儲引擎的不同。

首先先創建一個數據庫

create database test_db;

然后看到我的mysql安裝目錄的data文件夾下多了一個test_db文件夾，進入文件夾，現在文件夾是空的。

選擇剛剛創建的數據庫。

use test_db;

然后創建一張使用InnoDB存儲引擎的表，由于mysql默認使用InnoDB，所以可以不指定引擎。

create table user1(id int primary key auto_increment,name varchar(20));

然后再看test_db文件夾。

可以看到多了一個user1.ibd文件，這個表的索引和數據是放在一個文件中的。

我們再創建一張使用MyISAM存儲引擎的表，這里需要顯示指定引擎。

create table user2(id int primary key auto_increment,name varchar(20))engine=myisam charset=utf8;

然后再看test_db文件夾。

可以看到多了user2.MYD和user2.MYI

其中user2.MYD存放的的是表的數據文件，而user2.MYI存放的是表的索引文件。

結語

索引能大大的提高我們的工作效率，但索引是有開銷的，當我們的數據量很小時也沒有建索引的必要，希望這篇文章能讓大家認識到索引的本質。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的mysql的索引本质是一颗_一文揭开Mysql索引本质的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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