数据库索引

本文探讨了数据库索引的多种数据结构,包括二叉树、红黑树、Hash表和B+树,重点解释了为何B+树被广泛用于数据库索引,尤其是在InnoDB和MyISAM存储引擎中。通过对比不同数据结构的特点,阐述了B+树在处理大量数据和范围查询方面的优势。

概念

假设有一张表 tep ,要查询表中id为6的一条记录,
如果没有索引,就一行一行对比,但表中的数据都是存储在磁盘上,这就意味着可能要经历多次磁盘IO,而磁盘IO操作非常耗时,所以效率低

  • 索引就是帮助MySQL高效获取数据的排好序数据结构
  • 索引的数据结构:
    • 二叉树
    • 红黑树
    • Hash表
    • B-Tree

为什么是B+树?

二叉查找树的不足:

  如果id是1,2,3,4,5,6…这样顺序递增,那么树就类似与一个链表,查找速率依然很低

红黑树

  简单的说就是一个自平衡的二叉查找树,这样便解决了二叉查找树的问题
  但是实际数据通常很多,如果说数据过多,红黑树的深度就越大,同样查询速率低

注:
二叉查找树和红黑树的节点,包括两个部分,一部分是索引数据,另一部分是对应的数据在磁盘中的地址
如果节点数据部分是我们要找的值,那么会根据节点中的地址,找到磁盘中对应的记录

怎么解决?
  想要的是结果深度过大的问题,那么最直接的方法就是变宽,于是就有了B树

B树

在这里插入图片描述
一个节点中有多个数据索引,索引从左到右递增排序

B+树

在这里插入图片描述
B树的变种,非叶子节点不存储数据,这样一个节点,在同等大小的时候能存储更多索引,更好的降低树的深度

hash表

hash表通过hash(),给每一个id分配一个哈希值,直接通过哈希值就能找到。

那为什么还是用B+树?
原因:
  如果是:select * from t where id>6
  这样hash表就不好用了,而B+树,叶子节点都有指针,非常方便。

innodb和myisam存储引擎

存储引擎是基于表的

myisam的索引文件和数据文件是分离的(非聚集)
如:
在这里插入图片描述
过程:
在这里插入图片描述

MyISAM中索引检索的算法为首先按照B+Tree搜索算法搜索索引,如果存在,则取出其data域的值,然后以data域的值为地址,读取相应数据记录。

innodb存储引擎(聚集型)
InnoDB的数据文件本身就是索引文件,它的叶子节点data域存储相应记录主键的值而不是地址

在这里插入图片描述
聚集引擎:叶子节点包含了完整的数据记录,不用再通过地址查找

问题:

  • 为什么InnoDB表必须有主键,并且推荐使用整型的自增主键?
    因为索引用的是主键,要求唯一,整型是因为比较起来速度更加快(如果使用UUID,生成的虽然唯一,但是比较起来就比整型慢),自增是因为,如果自增则每次插入新的记录时,会顺序添加到当前索引节点的后续位置,当一页写满,就会自动开辟一个新的页,这样不会涉及到移动节点的过程。
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