MYSQL索引

本文详细探讨了MySQL中使用的各种索引数据结构,包括二叉树、红黑树、Hash表、B-Tree和B+Tree,分析了它们各自的优缺点及适用场景,特别强调了B+Tree在实现范围查询上的优势,以及InnoDB存储引擎如何利用B+Tree构建聚集索引。

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索引是帮助Mysql高效获取数据的排好序的数据结构

索引的数据结构

1.二叉树

2.红黑树

3.Hash表

4.B-Tree B+-Tree

二叉树的结构:

  

上图表示排序二叉树的每个节点都是索引(主键)每个结点的左子树都比这个结点小,每个结点的右子树都比这个结点大,他们都指向存储数据的地址,如果有特殊情况比如索引是1,2,3,4,5.那就会变成斜着的链表,就会影响查找的效率,所以不使用这种结构。

红黑树:红黑树可以解决上述的不平衡的问题 ,但是当数据量非常大的时候,红黑树的高度就会非常大,就会增加磁盘I/O访问的次数(效率非常低)

哈希表:利用哈希表可以将要查询的值经过哈希运算,经过一次磁盘I/O就可以得到(这种方法效率高,但是不常用因为这种方法没办法进行范围的查询);

B-Tree

B-Tree的特点

1.叶子结点具有相同的深度

2.叶子结点的指针为空

3.节点中的数据索引从左到右递增排序

从红黑树的缺点可以知道高度很大,解决这样的问题就可以不用单一节点从而出现了B-Tree,现在的层数变小了,磁盘的I/0次数变少了但是他依旧没有办法完成范围的查找从而出现了B+Tree.

B+Tree

特点:

1.非叶子节点不存储data,只存储索引,可以放更多的索引

2.叶子结点不存储指针

3.顺序访问指针,提高区间访问的性能

这个结构为什么能存下上千万的数据呢?

高度一般为3,MySQL定义了 一个节点最大为16kb,假设索引的类型是bigint 是8个字节,后面接的指针大小为6个字节那么整个结构就占14个字节,16kb/14b=1170, 叶子结点假设为1kb,那么能存储的数据量为1170*1170*16

怎么解决了范围查找呢?

看一下B+Tree的数据结构:每个叶子结点之间是有指针的所以是可以找到的

不同存储引擎:

test表利用MyISAM存储引擎

会生成三种文件

test.firm文件:这代表了表的定义的相关信息(结构相关)

test.MYD文件:存储的是数据行

test.MYI:存储的是索引的数据值

这种存储引擎的叶子结点存的是数据行的地址,通过这个地址去MYD文件中找到数据行

在Innodb存储引擎中

有两个文件.firm文件.ldb文件

这个叶子结点直接存储的是数据行

什么是聚集索引:叶子结点包含了完整的数据记录

上述说的innoDB就是聚集索引 

MyiSAM就是非聚集索引

为什么innodb表必须要有主键,并且推荐的是自增类型的主键

因为innodb的数据项的存储就是利用B+Tree来设计的

为什么最好是整形呢?因为不管是插入还是查找都需要进行比较,所以整形比字符串号

为什么要使用递增的主键?因为插入的时候直接加到叶子结点后面即可

如果不是递增的,如果在叶子结点中间加入一个元素,会引起分裂

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标题基于SpringBoot的学生学习成果管理平台研究AI更换标题第1章引言介绍研究背景、目的、意义以及论文结构。1.1研究背景与目的阐述学生学习成果管理的重要性及SpringBoot技术的优势。1.2研究意义分析该平台对学生、教师及教育机构的意义。1.3论文方法与结构简要介绍论文的研究方法和整体结构。第2章相关理论与技术概述SpringBoot框架、学习成果管理理论及相关技术。2.1SpringBoot框架简介介绍SpringBoot的基本概念、特点及应用领域。2.2学习成果管理理论基础阐述学习成果管理的核心理论和发展趋势。2.3相关技术分析分析平台开发所涉及的关键技术,如数据库、前端技术等。第3章平台需求分析与设计详细分析平台需求,并设计整体架构及功能模块。3.1需求分析从学生、教师、管理员等角度对平台需求进行深入分析。3.2整体架构设计设计平台的整体架构,包括技术架构和逻辑架构。3.3功能模块设计具体设计平台的核心功能模块,如成果展示、数据分析等。第4章平台实现与测试阐述平台的实现过程,并进行功能测试与性能分析。4.1平台实现详细介绍平台的开发环境、关键代码实现及技术难点解决方案。4.2功能测试对平台各项功能进行全面测试,确保功能正确无误。4.3性能分析分析平台的性能指标,如响应时间、并发处理能力等。第5章平台应用与效果评估探讨平台在实际教学中的应用,并对其效果进行评估。5.1平台应用案例选取典型应用案例,展示平台在实际教学中的使用情况。5.2效果评估方法介绍平台效果评估的具体方法和指标。5.3评估结果分析根据评估数据,对平台的应用效果进行深入分析。第6章结论与展望总结论文的主要研究成果,并指出未来研究方向。6.1研究结论概括性地阐述论文的研究结论和主要贡献。6.2研究展望针对当前研究的不足之处,提出未来改进和扩展的方向。
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