MySQL索引詳解

2021-09-24 08:23:40 字數 3073 閱讀 6181

由於mysql的索引中最重要的資料結構就是b+樹,所以前面我們先大概講講b+樹的原理

b tree 指的是 balance tree,也就是平衡樹。平衡樹是一顆查詢樹,並且所有葉子節點位於同一層。

b+ tree 是基於 b tree 和葉子節點順序訪問指標進行實現,它具有 b tree 的平衡性,並且通過順序訪問指標來提高區間查詢的效能。

在 b+ tree 中,乙個節點中的 key 從左到右非遞減排列,如果某個指標的左右相鄰 key 分別是 keyi 和 keyi+1,且不為 null,則該指標指向節點的所有 key 大於等於 keyi 且小於等於 keyi+1。

進行查詢操作時,首先在根節點進行二分查詢,找到乙個 key 所在的指標,然後遞迴地在指標所指向的節點進行查詢。直到查詢到葉子節點,然後在葉子節點上進行二分查詢,找出 key 所對應的 data。

插入刪除操作會破壞平衡樹的平衡性,因此在插入刪除操作之後,需要對樹進行乙個**、合併、旋轉等操作來維護平衡性。

紅黑樹等平衡樹也可以用來實現索引,但是檔案系統及資料庫系統普遍採用 b+ tree 作為索引結構,主要有以下兩個原因:

(一)更少的查詢次數

平衡樹查詢操作的時間複雜度等於樹高 h,而樹高大致為 o(h)=o(logdn),其中 d 為每個節點的出度。

紅黑樹的出度為 2,而 b+ tree 的出度一般都非常大,所以紅黑樹的樹高 h 很明顯比 b+ tree 大非常多,查詢的次數也就更多。

(二)利用磁碟預讀特性

為了減少磁碟 i/o,磁碟往往不是嚴格按需讀取,而是每次都會預讀。預讀過程中,磁碟進行順序讀取,順序讀取不需要進行磁碟尋道,並且只需要很短的旋轉時間,速度會非常快。

作業系統一般將記憶體和磁碟分割成固態大小的塊,每一塊稱為一頁,記憶體與磁碟以頁為單位交換資料。資料庫系統將索引的乙個節點的大小設定為頁的大小,使得一次 i/o 就能完全載入乙個節點。並且可以利用預讀特性,相鄰的節點也能夠被預先載入。

索引是在儲存引擎層實現的,而不是在伺服器層實現的,所以不同儲存引擎具有不同的索引型別和實現。

是大多數 mysql 儲存引擎的預設索引型別。

因為不再需要進行全表掃瞄,只需要對樹進行搜尋即可,所以查詢速度快很多。

除了用於查詢,還可以用於排序和分組。

可以指定多個列作為索引列,多個索引列共同組成鍵。

適用於全鍵值、鍵值範圍和鍵字首查詢,其中鍵字首查詢只適用於最左字首查詢。如果不是按照索引列的順序進行查詢,則無法使用索引。

innodb 的 b+tree 索引分為主索引和輔助索引。主索引的葉子節點 data 域記錄著完整的資料記錄,這種索引方式被稱為聚簇索引。因為無法把資料行存放在兩個不同的地方,所以乙個表只能有乙個聚簇索引。

輔助索引的葉子節點的 data 域記錄著主鍵的值,因此在使用輔助索引進行查詢時,需要先查找到主鍵值,然後再到主索引中進行查詢。

雜湊索引能以 o(1) 時間進行查詢,但是失去了有序性:

innodb 儲存引擎有乙個特殊的功能叫「自適應雜湊索引」,當某個索引值被使用的非常頻繁時,會在 b+tree 索引之上再建立乙個雜湊索引,這樣就讓 b+tree 索引具有雜湊索引的一些優點,比如快速的雜湊查詢。

查詢條件使用 match against,而不是普通的 where。

innodb 儲存引擎在 mysql 5.6.4 版本中也開始支援全文索引。

myisam 儲存引擎支援空間資料索引(r-tree),可以用於地理資料儲存。空間資料索引會從所有維度來索引資料,可以有效地使用任意維度來進行組合查詢。

必須使用 gis 相關的函式來維護資料。

在進行查詢時,索引列不能是表示式的一部分,也不能是函式的引數,否則無法使用索引。

例如下面的查詢不能使用 actor_id 列的索引:

select actor_id from sakila.actor where actor_id + 1 = 5;複製**

在需要使用多個列作為條件進行查詢時,使用多列索引比使用多個單列索引效能更好。例如下面的語句中,最好把 actor_id 和 film_id 設定為多列索引。

select film_id, actor_ id

from sakila.film_actor where actor_id = 1

and film_id = 1;複製**

讓選擇性最強的索引列放在前面。

索引的選擇性是指:不重複的索引值和記錄總數的比值。最大值為 1,此時每個記錄都有唯一的索引與其對應。選擇性越高,查詢效率也越高。

例如下面顯示的結果中 customer_id 的選擇性比 staff_id 更高,因此最好把 customer_id 列放在多列索引的前面。

select

count(distinct staff_id)/count(*) as staff_id_selectivity,

count(distinct customer_id)/count(*) as customer_id_selectivity,

count(*)

from payment;複製**

staff_id_selectivity: 0.0001

customer_id_selectivity: 0.0373

count(*): 16049複製**

對於 blob、text 和 varchar 型別的列,必須使用字首索引,只索引開始的部分字元。

對於字首長度的選取需要根據索引選擇性來確定。

索引包含所有需要查詢的字段的值。

具有以下優點:

顧名思義是最左優先,以最左邊的為起點任何連續的索引都能匹配上

聯合索引本質:

當建立(a,b,c)聯合索引時,相當於建立了(a)單列索引,(a,b)聯合索引以及(a,b,c)聯合索引

想要索引生效的話,只能使用 a和a,b和a,b,c三種組合。

索引是mysql中乙個很重要的功能,日常開發中如果能用好索引,能大幅度提高sql語句的執行效能,所以了解其中的原理也是十分必要的。

MySQL聚集索引詳解 mysql 索引詳解

直接起飛 1.什麼是索引?索引是幫助mysql高效獲取資料的排好序的資料結構。2.索引的資料結構?為什麼選這種結構?假設我們現在這裡有一張表 以下情況都是innodb儲存引擎 idnumber 如果mysql沒有索引這種結構,那麼我們如果查詢number為51的這行記錄,那麼mysql就要從上往下掃...

MySQL聚集索引詳解 mysql索引詳解

資料結構分,有b tree索引 b tree 雜湊索引 r tree索引等。按資料塊的順序和索引節點的邏輯順序是否一致可以分為聚集索引和非聚集索引。聚集索引由於物理塊連續,在範圍掃瞄的時候可以減少磁頭尋道時間,因而比非聚集索引高效。幾種索引型別的選擇 primary 主鍵索引。unique 唯一索引...

mysql 索引定義 MySQL 索引詳解

普通索引 唯一索引和主索引 1.普通索引 普通索引 由關鍵字key或index定義的索引 的唯一任務是加快對資料的訪問速度。因此,應該只為那些最經常出現在查詢條件 where column 或排序條件 order by column 中的資料列建立索引。只要有可能,就應該選擇乙個資料最整齊 最緊湊的...