innodb 04 索引 B 樹索引

2021-10-14 13:06:41 字數 3479 閱讀 8215

索引:若索引太多,應用程式的效能可能會受到影響。而索引太少,對查詢效能又會產生影響innodb儲存引擎支援以下幾種常見的索引:

b+樹索引

全文索引

雜湊索引

innodb儲存引擎支援的雜湊索引是自適應的,innodb儲存引擎會根據表的使用情況自動為表生成雜湊索引,不能人為干預是否在一張表中生成雜湊索引。

b+樹索引並不能找到乙個給定鍵值的具體行。b+樹索引能找到的只是被查詢資料行所在的頁。將其讀到記憶體中,

查詢具體某乙個記錄:是二分查詢page dictory。

b+樹索引可以分為聚集索引(clustered inex)和輔助索引,聚集索引與輔助索引不同的是,葉子節點存放的是否是一整行的資訊。

聚集索引:

聚集索引的葉子節點也被稱為資料頁。聚集索引的這個特性決定了索引組織表中資料也是索引的一部分。

同b+樹資料結構一樣,每個資料頁都通過乙個雙向鍊錶來進行鏈結。

很多文件會說:聚集索引按照順序物理地儲存資料。但是試想一下,如果聚集索引必須按照特定順序存放物理記錄,則維護成本顯得非常之高。

所以,聚集索引的儲存並不是物理上連續的,而是邏輯上連續的。

輔助索引:

葉子節點並不包含行記錄的全部資料。葉子節點除了包含鍵值以外,每個葉子節點中的索引行中還包含了乙個書籤。

如果在一棵高度為3的輔助索引樹中查詢資料,那需要對這棵輔助索引樹遍歷3次找到指定主鍵,如果聚集索引樹的高度同樣為3,那麼還需要對聚集索引樹進行3次查詢,最終找到乙個完整的行資料所在的頁,因此一共需要6次邏輯io訪問

b+樹索引的**:

b+樹索引頁的**並不總是從頁的中間記錄開始,這樣可能會導致頁空間的浪費。

innodb儲存引擎的page header有以下幾個部分用來儲存插入的順序資訊:

page_last_insert:最後插入記錄的位置。

page_direction:記錄插入的方向。假如新插入的一條記錄的主鍵值比上一條記錄的主鍵值大,我們說這條記錄的插入方向是右邊,反之則是左邊。用來表示最後一條記錄插入方向的狀態就是page_direction。

page_n_direction:假設連續幾次插入新記錄的方向都是一致的,innodbhi把沿著同乙個方向插入記錄的條數記下來,這個條數就用page_n_direction這個狀態表示。當然,如果最後一條記錄的插入方向改變了的話,這個狀態的值會被清零重新統計。

通過這些資訊:innodb決定向左還是向右進行**,同時決定將**點記錄為哪乙個

2、索引的管理

索引的建立和刪除可以通過兩種方法,一種是alter table,另一種是create/drop index。

索引的檢視:show index from tablename

檢視結果:表名、是否是唯一索引、索引名字、cardinality等。

其中cardinality非常關鍵的值,表示索引中唯一值的數目的估計值。cardinality表的行數應盡可能接近1,如果非常小,那麼使用者需要考慮是否可以刪除此索引。

cardinality值非常關鍵,優化器會根據這個值來判斷是否使用這個索引。但是這個值並不是實時更新的,即並非每次索引的更新都會更新該值,因為這樣代價太大了。

如果需要更新索引cardinality的資訊,可以使用analyze table命令。

3、索引的建立和刪除

舊innodb建立索引過程:建立新錶替換原表。

首先建立一張新的臨時表,表結構為通過命令alter table新定義的結構。

然後把原表中資料匯入到臨時表。

接著刪除原表。

最後把臨時表重名為原來的表名。

後來對於輔助索引:建立的時候對錶上s鎖。

主鍵索引的建立和刪除仍然需要臨時表替換。

通過新的alter table語法,使用者可以選擇索引的建立方式:

alter table tbl_name

|add[index_name]

index_type[index_option]…

algorithm[=]

lock[=]

algorithm指定了建立或刪除索引的演算法。copy是建立臨時表,default是預設inplace。即不建立臨時表。

lock部分為索引建立或刪除時對錶新增鎖的情況:none、share(s)、exclusive(x)、default(嘗試n->s->x)

innodb儲存引擎實現online ddl的原理是在執行建立或者刪除操作的同時,將insert、update、delete這類dml操作日誌寫入到乙個快取中。待完成索引建立後再將重做應用到表上,以此達到資料的一致性。

4、cardinality

cardinality值非常關鍵,表示索引中不重覆記錄數量的預估值。

實際應用中,cardinality/n_rows_in_table應盡可能地接近1。如果非常小,那麼使用者需要考慮是否還有必要建立這個索引。

資料庫對於cardinality的統計都是通過取樣(sample)的方法來完成的。

取樣時機:

表中1/16的資料已發生過變化。

stat_modified_counter>2 000 000 000。

取樣方法:

取得b+樹索引中葉子節點的數量,記為a。

隨機取得b+樹索引中的8個葉子節點。統計每個頁不同記錄的個數,即為p1,p2,…,p8。

根據取樣資訊給出cardinality的預估值:cardinality=(p1+p2+…+p8)*a/8。

5、聯合索引,最左原則。

6、覆蓋索引:

innodb儲存引擎支援覆蓋索引(covering index,或稱索引覆蓋),即從輔助索引中就可以得到查詢的記錄,那就將不會再去搜尋聚集索引。

7、優化

a:某些情況下,優化器可能並沒有選擇索引檢視資料,而是通過掃瞄聚集索引,也就是直接進行全表的掃瞄來得到資料。(多發於範圍查詢,join連線的情況下。)

如果要求訪問的資料量很小,則優化器還是會選擇輔助索引,但是當訪問的資料佔整個表中資料的蠻大一部分時(一般是20%左右),優化器會選擇通過聚集索引來查詢資料。因為之前已經提到過,順序讀要遠遠快於離散讀。

b:mrr優化:

好處:mrr使資料訪問變得較為順序。在查詢輔助索引時,首先根據得到的查詢結果,按照主鍵進行排序,並按照主鍵排序的順序進行書籤查詢。

減少緩衝池中頁被替換的次數。

批量處理對鍵值的查詢操作。

過程:將查詢得到的輔助索引鍵值存放於乙個快取中,這時快取中的資料是根據輔助索引鍵值排序的。

將快取中的鍵值根據rowid進行排序。

根據rowid的排序順序來訪問實際的資料檔案。

案例:mrr還可能把某些範圍查詢拆分為鍵值對:where 2c: icp優化

當進行索引查詢時,首先根據索引來查詢記錄,然後再根據where條件來過濾記錄。在支援index condition pushdown後,mysql資料庫會在取出索引的同時,判斷是否可以進行where條件的過濾,也就是將where的部分過濾操作放在了儲存引擎層。

在某些查詢下,可以大大減少上層sql層對記錄的索取。

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