索引結(jié)構(gòu)：B+樹

索引其實(shí)是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

注意B+樹是MySQL，索引默認(rèn)的結(jié)構(gòu)；一張表至少有一個(gè)索引（主鍵索引），是可以有多個(gè)索引的

MySQL中的B+Tree

1. 非葉子節(jié)點(diǎn)也叫內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，只存儲(chǔ) 健值(主鍵的值) + 指針（存儲(chǔ)子節(jié)點(diǎn)的地址信息）
   • 主鍵索引：健值(主鍵的值) + 指針（存儲(chǔ)子節(jié)點(diǎn)的地址信息）
   • 非主鍵索引：非主鍵列的值 + 指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針(存儲(chǔ)子節(jié)點(diǎn)的地址信息)
2. 所有的數(shù)據(jù)都存在葉子節(jié)點(diǎn)中；
   • 同時(shí)葉子節(jié)點(diǎn)上還存有一個(gè)指向相鄰葉子節(jié)點(diǎn)的指針
   • 如果是聚簇索引（主鍵索引），葉子節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的是實(shí)際數(shù)據(jù)
   • 如果是非聚簇索引，則保存的是聚簇索引的索引key，也就是主鍵索引的值；查詢非聚簇索引會(huì)有一個(gè)回表操作
3. B+Tree的每個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)增加了一個(gè)指向相鄰葉子節(jié)點(diǎn)的指針，它的最后一個(gè)數(shù)據(jù)會(huì)指向下一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)的第一個(gè)數(shù)據(jù)，形成了一個(gè)有序鏈表的結(jié)構(gòu)。

為什么B+ 樹比B 樹更適合作為索引？

1. B+ 樹的磁盤讀寫代價(jià)更低 B+ 樹的數(shù)據(jù)都集中在葉子節(jié)點(diǎn)，分支節(jié)點(diǎn) 只負(fù)責(zé)指針（索引）；B 樹的分支節(jié)點(diǎn)既有指針也有數(shù)據(jù) 。這將導(dǎo)致B+ 樹的層高會(huì)小于B 樹的層高，也就是說B+ 樹平均的Io次數(shù)會(huì)小于B 樹。
2. B+ 樹的查詢效率更加穩(wěn)定 B+ 樹的數(shù)據(jù)都存放在葉子節(jié)點(diǎn)，故任何關(guān)鍵字的查找必須走一條從根節(jié)點(diǎn)到葉子節(jié)點(diǎn)的路徑。所有關(guān)鍵字的查詢路徑相同，每個(gè)數(shù)據(jù)查詢效率相當(dāng)。
3. B+樹更便于遍歷 由于B+樹的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在葉子結(jié)點(diǎn)中，分支結(jié)點(diǎn)均為索引，遍歷只需要掃描一遍葉子節(jié)點(diǎn)即可；B樹因?yàn)槠浞种ЫY(jié)點(diǎn)同樣存儲(chǔ)著數(shù)據(jù)，要找到具體的數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行一次中序遍歷按序來搜索。
4. B+樹更擅長(zhǎng)范圍查詢 B+樹葉子節(jié)點(diǎn)存放數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是按順序放置的雙向鏈表。B樹范圍查詢只能中序遍歷。
5. B+ 樹占用內(nèi)存空間小 B+ 樹索引節(jié)點(diǎn)沒有數(shù)據(jù)，比較小。在內(nèi)存有限的情況下，相比于B樹索引可以加載更多B+ 樹索引。

MyISAM與InnoDB 的區(qū)別

1. InnoDB支持事務(wù)，MyISAM不支持

2. InnoDB支持外鍵，而MyISAM不支持

3. InnoDB是聚集索引，數(shù)據(jù)和索引存到同一個(gè)文件里；MyISAM是非聚集索引，數(shù)據(jù)和索引不在同一個(gè)文件里；都是使用B+Tree作為索引結(jié)構(gòu)

4. InnoDB不保存表的具體行數(shù)，執(zhí)行select count(*) from table時(shí)需要全表掃描。而MyISAM用一個(gè)變量保存了整個(gè)表的行數(shù)，執(zhí)行上述語句時(shí)只需要讀出該變量即可，速度很快（注意不能加有任何WHERE條件）

   因?yàn)镮nnoDB的事務(wù)特性，在同一時(shí)刻表中的行數(shù)對(duì)于不同的事務(wù)而言是不一樣的，因此count統(tǒng)計(jì)會(huì)計(jì)算對(duì)于當(dāng)前事務(wù)而言可以統(tǒng)計(jì)到的行數(shù)，而不是將總行數(shù)儲(chǔ)存起來方便快速查詢。InnoDB會(huì)嘗試遍歷一個(gè)盡可能小的索引除非優(yōu)化器提示使用別的索引。如果二級(jí)索引不存在，InnoDB還會(huì)嘗試去遍歷其他聚簇索引。

   如果索引并沒有完全處于InnoDB維護(hù)的緩沖區(qū)（Buffer Pool）中，count操作會(huì)比較費(fèi)時(shí)?？梢越⒁粋€(gè)記錄總行數(shù)的表并讓你的程序在INSERT/DELETE時(shí)更新對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。和上面提到的問題一樣，如果此時(shí)存在多個(gè)事務(wù)的話這種方案也不太好用。如果得到大致的行數(shù)值已經(jīng)足夠滿足需求可以嘗試SHOW TABLE STATUS

   • 那么為什么InnoDB沒有了這個(gè)變量呢？

5. InnoDB支持表、行(默認(rèn))級(jí)鎖，而MyISAM僅支持表級(jí)鎖

6. InnoDB表必須有唯一索引（如主鍵）（用戶沒有指定的話會(huì)自己找/生產(chǎn)一個(gè)隱藏列Row_id來充當(dāng)默認(rèn)主鍵），而Myisam可以沒有主鍵

7. Innodb存儲(chǔ)文件有frm、ibd，而Myisam是frm、MYD、MYI

   • Innodb：frm是表定義文件，ibd是數(shù)據(jù)文件
   • Myisam：frm是表定義文件，myd是數(shù)據(jù)文件，myi是索引文件

索引失效的場(chǎng)景

1. 對(duì)索引列使用了函數(shù)、表達(dá)式或運(yùn)算符：當(dāng)查詢條件中使用了函數(shù)、表達(dá)式或運(yùn)算符時(shí)，MySQL就無法使用該列的索引，因?yàn)樗枰獙?duì)每行數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，而不是直接查找索引。
2. 查詢條件中使用了不等于操作符（<>、!=）、NOT NULL, NOT IN 等
3. 模糊查詢：當(dāng)查詢條件中使用了LIKE、%或_等模糊匹配符號(hào)時(shí)，MySQL無法使用索引進(jìn)行快速定位。
4. OR條件：當(dāng)查詢條件中包含多個(gè)OR條件時(shí)，MySQL無法使用索引進(jìn)行快速定位。
5. 范圍查詢：當(dāng)查詢條件中使用了BETWEEN、<、>、<=、>=等操作符時(shí)，MySQL只能使用索引中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，需要讀取更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，降低了查詢效率。
6. 數(shù)據(jù)類型不匹配，需要隱式轉(zhuǎn)換類型
7. 對(duì)索引列進(jìn)行排序，因?yàn)樗枰獙?shù)據(jù)按照指定的順序進(jìn)行排序
8. 復(fù)合索引，如果不使用前列，后續(xù)列也將無法使用

小結(jié)

正確的使用索引，能夠顯著提高數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢效率。本文匯總了MySQL索引的常用知識(shí)點(diǎn)，幫助大家快速記憶