五分钟速览MySQL的索引结构


前言

和一个同事讨论MySQL 数据量达到多少会出现查询速度显著下降,两个半吊子 好像知道一点但是又不太说得清楚,所以本文针对MySQL的索引结构这个经典八股,做一下整理。

正文

一. 哈希索引

哈希索引 底层使用的数据结构为哈希表,在MySQL 中只有Memory引擎支持哈希索引。哈希索引可以用下图进行示意。

在发生哈希冲突时,是基于拉链法 解决冲突。哈希索引最大的缺点就是不支持范围查询

二. B树和B+树

InnoDB 引擎使用的索引的底层数据结构为B+树 ,在分析B+树 前,先对B树 进行分析。B树Balanced Tree ),全称为多路平衡查找树 ,一棵B树可以表示如下。

B树的特点可以概括如下。

  1. 所有数据分布在整个B树中;
  2. 任何一条数据会出现仅会出现在一个节点上;
  3. 搜索可能在非叶子节点上就结束。

现在开始分析B+树 ,一棵B+树可以表示如下。

B+树 相较于B树,其优势如下。

  1. B+树的扫表能力更强。做全表扫描时,只需要在叶子节点顺序的访问,不需要遍历树;
  2. 磁盘IO 能力更强。深度可以比B树更低;
  3. 排序能力更强。基于叶子节点上的双向指针实现;
  4. 效率更稳定。IO次数是稳定的。

三. MyISAM索引实现

MyISAM 使用B+树作为索引结构,并且叶子节点存储的是数据的地址。

MyISAM主键索引结构如下所示。

MyISAM主键索引辅助索引 在结构上没有区别,只不过主键索引 要求索引值唯一 ,而辅助索引不要求索引值唯一 。假如在字段2上建立一个辅助索引,则图示如下。

四. InnoDB索引实现

InnoDB 使用B+树 作为索引结构,但是具体实现与MyISAM截然不同。

InnoDB 的数据文件就是主键索引文件(MyISAM 的数据文件和索引文件是分开的,索引文件中只存储数据的地址 )。在InnoDB 中,表的数据文件本身就是按照B+树组织的一个主键索引结构,树的叶子节点保存着完整的数据。

InnoDB中的主键索引示意图如下。

因为InnoDB 的数据文件要按照主键聚族 ,所以InnoDB 引擎要求表必须有主键MyISAM 引擎的表可以没有主键)。

InnoDB中的辅助索引示意图如下。

InnoDB的辅助索引中的叶子节点存储的是对应数据的主键,使用辅助索引时,首先通过辅助索引获得数据的主键,然后再通过主键索引获得数据。

五. B+树存储数据的计算

B+树 中,每个节点对应一页(page ),一页大小为16KB 。假如非叶子节点上一个键值指针 的大小为16 字节,叶子节点上一条数据大小为1.6KB ,那么一个深度为2B+树存储的数据量可以由下图进行说明。

那么如果存储的数据量在1千万 以内,则每次查询数据时的IO 次数会稳定为3次。


总结不易,如果本文对你有帮助,烦请点赞,收藏加关注,谢谢帅气漂亮的你。

相关推荐
Rust研习社13 分钟前
为什么 Rust 没有空指针?
开发语言·后端·rust
皮皮林55119 分钟前
全网最全的 Jenkins + Maven + Git 自动化部署指南!
后端
舒一笑29 分钟前
用几十行代码搞定 Chat 接口透明转发:跨环境轻量级网关实战
后端·程序员·架构
S1998_1997111609•X2 小时前
论当今社会主义与人文关怀人格思想下的恶意仿生注入污染蜜罐描述进行函数值非法侵入爬虫的咼忄乂癿〇仺⺋.
数据库·网络协议·百度·ssh·开闭原则
铁皮饭盒2 小时前
成为AI全栈 - 第3课:路由 RESTful Elysia 状态码 设计规范
前端·后端·全栈
我叫黑大帅2 小时前
如何通过 Python 实现招聘平台自动投递
后端·python·面试
狼爷2 小时前
短视频播放量(Views)计数系统实现方案:高并发、不丢数的工业级实践
后端·架构
倔强的石头_3 小时前
kingbase备份与恢复实战(六)—— 备份自动化与保留策略:Windows任务计划+日志追溯
数据库
苍何3 小时前
我用 Tabbit 浏览器搭了一套内容创作全自动流水线,太香了!
后端
苍何3 小时前
全网首测,TRAE SOLO 的 AI 麦克风!
后端