MySQL 索引结构

前言

在上一篇 MySQL 索引类型 中，我们已经了解了索引的基本概念以及分类，那么，索引的结构是什么样的？为什么索引可以这么快？这一篇文章将继续探讨索引的实现原理和数据结构，主要介绍 B+ 树索引和 Hash 索引。

数据库存储单位

首先我们要知道，由于为了实现持久化，只能将索引存储在硬盘上，通过索引来进行查询的时候就会产生硬盘的 I/O 操作，因此，设计索引时需要尽可能的减少查找次数，从而减少 I/O 耗时。

此外还需要知道一个很重要的原理：数据库管理存储空间的基本单位是页(Page)，一个页中存储多条行记录(Row)。

计算机系统对磁盘 I/O 会做预读优化，当一次I/O时，除了当前磁盘地址的数据以外，还会把相邻的数据也读取到内存缓冲池中，每一次 I/O 读取的数据成为一页，InnoDB 默认的页大小是 16KB。

连续的 64 个页组成一个区(Extent)，一个或多个区组成一个段(Segment)，一个或多个段组成表空间(Tablespace)。InnoDB 有两种表空间类型，共享表空间表示多张表共享一个表空间，独立表空间表示每张表的数据和索引全部存在独立的表空间中。

数据页结构如下（图源：极客时间《MySQL 必知必会》）：

数据页的 7 个结构内容可以大致分为以下三类：

• 文件通用部分，用于校验页传输完整
  • 文件头（File Header）: 表述页信息，文件头中使用 FIL_PAGE_PREV 和 FIL_PAGE_NEXT 构成一个双向链表，分别指向前后的数据页。
  • 页头（File Header）：记录页的状态信息
  • 文件尾（Fil