【数据库】- mysql - 索引

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索引

常用索引结构

 InnoDB&MyISAM下的B+Tree

索引分类

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version：mysql 8.0

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索引

        是帮助数据库高效获取数据，排好顺序的数据结构

索引的优点：

1、大大减少了服务器需要扫描的数据量

2、帮助服务器避免排序和临时表

3、将随机io变成顺序io

索引的作用：

1、快速查找匹配WHERE子句的行

2、从consideration中消除行,如果可以在多个索引之间进行选择，mysql通常会使用找到最少行的索引

3、如果表具有多列索引，则优化器可以使用索引的任何最左前缀来查找行

4、当有表连接的时候，从其他表检索行数据

5、查找特定索引列的min或max值

6、如果排序或分组时在可用索引的最左前缀上完成的，则对表进行排序和分组

7、在某些情况下，可以优化查询以检索值而无需查询数据行

常用索引结构

        hash结构索引格式：

 缺点：

1、利用hash存储的话需要将所有的数据文件添加到内存，比较耗费内存空间

2、当存在hash 冲突时，hash索引没办法进行范围查找

3、如果所有的查询都是等值查询，那么hash确实很快，但是在企业或者实际工作环境中范围查找的数据更多，而不是等值查询，因此hash就不太适合了

注：InnoDB实际上也支持Hash索引，但是InnoDB中Hash索引属于是自适应Hash索引，它的创建过程由存储引擎引擎自动优化创建，不能人为干预是否为表创建Hash索引

        二叉树结构索引格式

        

        红黑树结构索引格式

       

 缺点：

无论是二叉树（或平衡二叉树）还是红黑树，都会因为树的深度过深而造成io次数变多，数据量越大树的深度越多，影响数据读取的效率。

        B树索引格式

 B树特点：

1、所有键值分布在整颗树中

2、搜索有可能在非叶子结点结束，在关键字全集内做一次查找,性能逼近二分查找

3、每个节点最多拥有m个子树

4、根节点至少有2个子树

5、分支节点至少拥有m/2颗子树（除根节点和叶子节点外都是分支节点）

6、所有叶子节点都在同一层、每个节点最多可以有m-1个key，并且以升序排列

缺点：

1、每个节点都有key，同时也包含data（行数据信息），而每个页存储空间是有限的，如果data比较大的话会导致每个节点存储的key数量变小

2、当存储的数据量很大的时候会导致深度较大，增大查询时磁盘io次数，进而影响查询性能

        B+树索引格式        

        

 

B+Tree是在B Tree的基础之上做的一种优化，变化如下：

1、B+Tree每个节点可以包含更多的节点，这个做的原因有两个，第一个原因是为了降低树的高度，第二个原因是将数据范围变为多个区间，区间越多，数据检索越快

2、非叶子节点存储key，叶子节点存储key和数据

3、叶子节点两两指针相互连接（符合磁盘的预读特性），顺序查询性能更高

在B+Tree上有两个头指针，一个指向根节点，另一个指向关键字最小的叶子节点，而且所有叶子节点（即数据节点）之间是一种链式环结构。因此可以对 B+Tree 进行两种查找运算：一种是对于主键的范围查找和分页查找，另一种是从根节点开始，进行随机查找。        

 InnoDB&MyISAM下的B+Tree

InnoDB存储引擎下的B+Tree存储结构

 注意：

1、InnoDB是通过B+Tree结构对主键创建索引，然后叶子节点中存储记录，如果没有主键，那么会选择唯一键，如果没有唯一键，那么会生成一个6位的row_id来作为主键

2、如果创建索引的键是其他字段，那么在叶子节点中存储的是该记录的主键，然后再通过主键索引找到对应的记录,叫做回表

MyISAM存储引擎下的B+Tree存储结构

索引分类

按数据结构分类：B+tree索引、Hash索引、Full-text索引。
按物理存储分类：聚集索引、非聚集索引（也叫二级索引、辅助索引）。
按字段特性分类：主键索引(PRIMARY KEY)、唯一索引(UNIQUE)、普通索引(INDEX)、全文索引(FULLTEXT)。
按字段个数分类：单列索引、联合索引（也叫复合索引、组合索引）。

普通索引（NORMAL）：

        建立在普通字段上的索引被称为普通索引。
唯一索引（UNIQUE）：

        建立在UNIQUE字段上的索引被称为唯一索引，一张表可以有多个唯一索引，索引列值允许为空，列值中出现多个空值不会发生重复冲突。
主键索引 （PRIMARY）：

        建立在主键上的索引被称为主键索引，一张数据表只能有一个主键索引，索引列值不允许有空值，通常在创建表时一起创建。
组合索引：

        即一个索引包含多个列。创建索引时，你需要确保该索引是应用在 SQL 查询语句的条件(一般作为 WHERE 子句的条件)
全文索引（FULLTEXT）：

        MyISAM 存储引擎支持Full-text索引，用于查找文本中的关键词，而不是直接比较是否相等。Full-text索引一般使用倒排索引实现，它记录着关键词到其所在文档的映射

聚簇索引：

        不是单独的索引类型，而是一种数据存储方式，指的是数据行跟相邻的键值紧凑的存储在一起
非聚簇索引：

        数据文件跟索引文件分开存放，更具索引值回表查询整条数据

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