聚集索引

我們先建如下的一張表

CREATE TABLE `student` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '學(xué)號(hào)',`name` varchar(10) NOT NULL COMMENT '學(xué)生姓名',`age` int(11) NOT NULL COMMENT '學(xué)生年齡',PRIMARY KEY (`id`),KEY `idx_name` (`name`) ) ENGINE=InnoDB;

插入如下sql

insert into student (`name`, `age`) value('a', 10); insert into student (`name`, `age`) value('c', 12); insert into student (`name`, `age`) value('b', 9); insert into student (`name`, `age`) value('d', 15); insert into student (`name`, `age`) value('h', 17); insert into student (`name`, `age`) value('l', 13); insert into student (`name`, `age`) value('k', 12); insert into student (`name`, `age`) value('x', 9);

數(shù)據(jù)如下

mysql是按照頁(yè)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，每個(gè)頁(yè)的大小為16k。

在MySQL中可以通過(guò)執(zhí)行如下語(yǔ)句，看到一個(gè)頁(yè)的大小

show global status like 'innodb_page_size'

結(jié)果為16384，即16kb

在InnoDB存儲(chǔ)引擎中，是以主鍵為索引來(lái)組織數(shù)據(jù)的。記錄在頁(yè)中按照主鍵從小到大的順序以單鏈表的形式連接在一起。

可能有小伙伴會(huì)問(wèn)，如果建表的時(shí)候，沒(méi)有指定主鍵呢？

如果在創(chuàng)建表時(shí)沒(méi)有顯示的定義主鍵，則InnoDB存儲(chǔ)引擎會(huì)按如下方式選擇或創(chuàng)建主鍵。

首先判斷表中是否有非空的唯一索引，如果有，則該列即為主鍵。如果有多個(gè)非空唯一索引時(shí)，InnoDB存儲(chǔ)引擎將選擇建表時(shí)第一個(gè)定義的非空唯一索引作為主鍵

如果不符合上述條件，InnoDB存儲(chǔ)引擎自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)6字節(jié)大小的指針作為索引

頁(yè)和頁(yè)之間以雙鏈表的形式連接在一起。并且下一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)中用戶記錄的主鍵值必須大于上一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)中用戶記錄的主鍵值

假設(shè)一個(gè)頁(yè)只能存放3條數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如下。

可以看到我們想查詢一個(gè)數(shù)據(jù)或者插入一條數(shù)據(jù)的時(shí)候，需要從最開(kāi)始的頁(yè)開(kāi)始，依次遍歷每個(gè)頁(yè)的鏈表，效率并不高。

我們可以給這頁(yè)做一個(gè)目錄，保存主鍵和頁(yè)號(hào)的映射關(guān)系，根據(jù)二分法就能快速找到數(shù)據(jù)所在的頁(yè)。但這樣做的前提是這個(gè)映射關(guān)系需要保存到連續(xù)的空間，如數(shù)組。如果這樣做會(huì)有如下幾個(gè)問(wèn)題

隨著數(shù)據(jù)的增多，目錄所需要的連續(xù)空間越來(lái)越大，并不現(xiàn)實(shí)

當(dāng)有一個(gè)頁(yè)的數(shù)據(jù)全被刪除了，則相應(yīng)的目錄項(xiàng)也要?jiǎng)h除，它后面的目錄項(xiàng)都要向前移動(dòng)，成本太高

我們可以把目錄數(shù)據(jù)放在和用戶數(shù)據(jù)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)中，如下所示。目錄項(xiàng)有2個(gè)列，主鍵和頁(yè)號(hào)。

數(shù)據(jù)很多時(shí)，一個(gè)目錄項(xiàng)肯定很多，畢竟一個(gè)頁(yè)的大小為16k，我們可以對(duì)數(shù)據(jù)建立多個(gè)目錄項(xiàng)目，在目錄項(xiàng)的基礎(chǔ)上再建目錄項(xiàng)，如下圖所示

圖片來(lái)自《MySQL 是怎樣運(yùn)行的：從根兒上理解 MySQL》
這其實(shí)就是一顆B+樹(shù)，也是一個(gè)聚集索引，即數(shù)據(jù)和索引在一塊。葉子節(jié)點(diǎn)保存所有的列值

以 InnoDB 的一個(gè)整數(shù)字段索引為例，這個(gè) N 差不多是 1200。這棵樹(shù)高是 4 的時(shí)候，就可以存 1200 的 3 次方個(gè)值，這已經(jīng)17 億了。考慮到樹(shù)根的數(shù)據(jù)塊總是在內(nèi)存中的，一個(gè) 10 億行的表上一個(gè)整數(shù)字段的索引，查找一個(gè)值最多只需要訪問(wèn) 3次磁盤(pán)。其實(shí)，樹(shù)的第二層也有很大概率在內(nèi)存中，那么訪問(wèn)磁盤(pán)的平均次數(shù)就更少了。《MySQL實(shí)戰(zhàn)45講》

非聚集索引

非聚集索引葉子節(jié)點(diǎn)的值為索引列+主鍵

當(dāng)我們查詢name為h的用戶信息時(shí)（學(xué)號(hào)，姓名，年齡），因?yàn)閚ame上建了索引，先從name非聚集索引上，找到對(duì)應(yīng)的主鍵id，然后根據(jù)主鍵id從聚集索引上找到對(duì)應(yīng)的記錄。

從非聚集索引上找到對(duì)應(yīng)的主鍵值然后到聚集索引上查找對(duì)應(yīng)記錄的過(guò)程為回表

聯(lián)合索引/索引覆蓋

假設(shè)teacher表定義如下，在name和age列上建立聯(lián)合索引

CREATE TABLE `teacher` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '教師編號(hào)',`name` varchar(10) NOT NULL COMMENT '教師姓名',`age` int(11) NOT NULL COMMENT '教師年齡',`ismale` tinyint(3) NOT NULL COMMENT '是否男性',PRIMARY KEY (`id`),KEY `idx_name_age` (`name`, `age`) ) ENGINE=InnoDB;

插入如下sql

insert into teacher (`name`, `age`, `ismale`) value('aa', 10, 1); insert into teacher (`name`, `age`, `ismale`) value('dd', 12, 0); insert into teacher (`name`, `age`, `ismale`) value('cb', 9, 1); insert into teacher (`name`, `age`, `ismale`) value('cb', 15, 1); insert into teacher (`name`, `age`, `ismale`) value('bc', 17, 0); insert into teacher (`name`, `age`, `ismale`) value('bb', 15, 1); insert into teacher (`name`, `age`, `ismale`) value('dd', 15, 1); insert into teacher (`name`, `age`, `ismale`) value('dd', 12, 0);

對(duì)name和age列建立聯(lián)合索引

目錄頁(yè)由name列，age列，頁(yè)號(hào)這三部分組成。目錄會(huì)先按照name列進(jìn)行排序，當(dāng)name列相同的時(shí)候才對(duì)age列進(jìn)行排序。

數(shù)據(jù)頁(yè)由name列，age列，主鍵值這三部分組成。同樣的，數(shù)據(jù)頁(yè)會(huì)先按照name列進(jìn)行排序，當(dāng)name列相同的時(shí)候才對(duì)age列進(jìn)行排序。

當(dāng)執(zhí)行如下語(yǔ)句的時(shí)候，會(huì)有回表的過(guò)程

select * from student where name = 'aa';

當(dāng)執(zhí)行如下語(yǔ)句的時(shí)候，沒(méi)有回表的過(guò)程

select name, age from student where name = 'aa';

為什么不需要回表呢？
因?yàn)閕dx_name_age索引的葉子節(jié)點(diǎn)存的值為主鍵值，name值和age值，所以從idx_name_age索引上就能獲取到所需要的列值，不需要回表，即索引覆蓋

索引下推

當(dāng)執(zhí)行如下語(yǔ)句的時(shí)候

select * from student where name like '張%' and age = 10 and ismale = 1;

在5.6版本之前的執(zhí)行過(guò)程如下，先從idx_name_age索引上找到對(duì)應(yīng)的主鍵值，然后回表找到對(duì)應(yīng)的行，判斷其他字段的值是否滿足條件

在5.6引入了索引下推優(yōu)化，可以在遍歷索引的過(guò)程中，對(duì)索引中包含的字段做判斷，直接過(guò)濾掉不滿足條件的數(shù)據(jù)，減少回表次數(shù)，如下圖

作者：Java識(shí)堂
鏈接地址：https://blog.csdn.net/zzti_erlie/article/details/110501008
來(lái)源：CSDN

總結(jié)

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