MySQL底层原理

本文围绕MySQL展开,介绍了索引的数据结构,如B Tree、B+ Tree和Hash的特点及区别;阐述了MyISAM和InnoDB两种存储引擎的特性,包括索引与数据文件的关系等;还讲解了索引最左前缀原理,即联合索引使用时字段查询顺序要求。

索引的数据结构

B Tree
  • 叶节点具有相同的深度,叶节点的指针为空;
  • 所有索引元素不重复;
  • 节点中的数据从左到右递增排列。
    B Tree
B+ Tree
  • 非叶子节点是冗余索引,不存储数据,只存储索引,并且可以重复,因此可以放更多的索引;
  • 叶子节点包含所有的索引字段;
  • 叶子节点用指针连接,提高区间访问的性能。
    B+ Tree

B树和B+树的区别:

  1. B+树叶子节点有指针连接,方便范围查找,B树没有;
  2. B+树的非叶子节点是冗余索引,在相同高度的情况下比B树可以存储更多的索引,因此查询大量数据的性能更高。
Hash
  • 对索引的key进行一次Hash计算就可以定位出数据存储的位置
  • 很多时候Hash索引要比B+树索引更高效
  • 仅能满足“=”、“IN”,不支持范围查询
  • 存在Hash冲突问题,冲突时通过链表将数据存储到下一个内存地址

在这里插入图片描述


存储引擎

MyISAM存储引擎
  • MyISAM是非聚集索引,索引文件和数据文件相分离
    在这里插入图片描述
InnoDB存储引擎
  • InnoDB是聚集索引,叶子节点包含了完整的数据记录
  • InnoDB表必须建主键,并且推荐整型的自增主键
  • 非主键索引结构叶子节点存储的是主键值,以便保持数据一致性和节省存储空间

主键

非主键


索引最左前缀原理

联合索引的底层结构:
在这里插入图片描述

  • sql中使用联合索引(name,age,position)时,必须依次查询name、age、position字段才会走索引。
### MySQL底层原理与实现细节 MySQL 是一种广泛使用的开源关系型数据库管理系统(RDBMS),其核心功能基于存储引擎架构设计。以下是关于 MySQL 底层原理及其具体实现的一些关键点: #### 存储引擎架构 MySQL 使用插件式的存储引擎架构,允许不同的存储引擎共存并提供特定的功能支持。最常用的存储引擎包括 InnoDB 和 MyISAM。InnoDB 提供事务支持以及外键约束等功能[^1]。 #### 数据库备份机制 为了确保数据的可用性和可靠性,MySQL 支持多种在线备份解决方案。这些方案通常涉及逻辑备份(通过导出 SQL 脚本)和物理备份(复制实际的数据文件)。对于高可用性的需求,可以采用主从复制或半同步复制技术来增强系统的可靠性和一致性。 #### 查询处理流程 当一条查询语句被提交到 MySQL 服务器时,它会经历以下几个阶段: 1. **连接建立**: 客户端与服务端之间创建通信通道。 2. **解析器**: 将 SQL 语句转换成内部表示形式以便进一步分析。 3. **优化器**: 利用统计信息决定最佳执行计划。 4. **执行器**: 实际运行选定的操作路径,并返回结果给客户端。 此过程中的每一步都可能涉及到复杂的算法和技术应用,比如索引的选择、锁机制的应用等。 #### CRUD 操作的支持 CRUD 即 Create(创建), Read(读取), Update(更新), Delete(删除),这是任何数据库系统都需要具备的基础能力之一。在 MySQL 中,API 层面提供了对这些操作的标准接口定义和服务实现[^2]。 #### 动态内容展示的技术演进 早期开发者可能会先接触静态页面制作工具如 HTML ,之后随着项目复杂度增加而转向更高级别的脚本语言例如 ASP 或 PHP 来满足动态交互的需求 。这种转变促使了许多初学者进入软件开发领域甚至选择相关专业继续深造学习 [^3]. ```sql -- 创建表的例子 CREATE TABLE example ( id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, name VARCHAR(50), created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ); -- 插入记录 INSERT INTO example(name) VALUES('Test'); -- 更新某条记录 UPDATE example SET name='New Test' WHERE id=1; -- 删除指定条件下的所有匹配项 DELETE FROM example WHERE name LIKE '%Test%'; ```
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