MySQL存储引擎MyISAM和InnoDB底层索引结构

浅浅的花香味﹌ 2021-09-18 14:04 415阅读 0赞

[https://blog.csdn.net/u010922732/article/details/82994253][https_blog.csdn.net_u010922732_article_details_82994253]

一 存储引擎作用于什么对象  
存储引擎是作用在表上的，而不是数据库。

二 MyISAM和InnoDB对索引和数据的存储在磁盘上是如何体现的  
先来看下面创建的两张表信息，role表使用的存储引擎是MyISAM，而user使用的是InnoDB：

![70][]

再来看下两张表在磁盘中的索引文件和数据文件：

![70 1][]

1. role表有三个文件，对应如下：

role.frm：表结构文件  
role.MYD：数据文件（MyISAM Data）  
role.MYI：索引文件（MyISAM Index）  
2. user表有两个文件，对应如下：

user.frm：表结构文件  
user.ibd：索引和数据文件（InnoDB Data）  
也由于两种引擎对索引和数据的存储方式的不同，我们也称MyISAM的索引为非聚集索引，InnoDB的索引为聚集索引。

三 MyISAM主键索引与辅助索引的结构  
我们先列举一部分数据出来分析，如下：

![70 2][]

上面已经说明了MyISAM引擎的索引文件和数据文件是分离的，我们接着看一下下面两种索引结构异同。

1. 主键索引：  
上一篇文章已经介绍过数据库索引是采用B+Tree存储，并且只在叶子节点存储数据，在MyISAM引擎中叶子结点存储的数据其实是索引和数据的文件指针两类。

如下图中我们以Col1列作为主键建立索引，对应的叶子结点储存形式可以看一下表格。

![70 3][]

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过索引查找数据的流程：先从索引文件中查找到索引节点，从中拿到数据的文件指针，再到数据文件中通过文件指针定位了具体的数据。

2. 辅助（非主键）索引：  
以Col2列建立索引，得到的辅助索引结构跟上面的主键索引的结构是相同的。

![70 4][]  
四 InnoDB主键索引与辅助索引的结构  
1. 主键索引：  
我们已经知道InnoDB索引是聚集索引，它的索引和数据是存入同一个.idb文件中的，因此它的索引结构是在同一个树节点中同时存放索引和数据，如下图中最底层的叶子节点有三行数据，对应于数据表中的Col1、Col2、Col3数据项。

![70 5][]

2. 辅助（非主键）索引：  
这次我们以数据表中的Col3列的字符串数据建立辅助索引，它的索引结构跟主键索引的结构有很大差别，我们来看下面的图：

在最底层的叶子结点有两行数据，第一行的字符串是辅助索引，按照ASCII码进行排序，第二行的整数是主键的值。

![70 6][]

五 InnoDB索引结构需要注意的点  
1. 数据文件本身就是索引文件

2. 表数据文件本身就是按B+Tree组织的一个索引结构文件

3. 聚集索引中叶节点包含了完整的数据记录

4. InnoDB表必须要有主键，并且推荐使用整型自增主键

正如我们上面介绍InnoDB存储结构，索引与数据是共同存储的，不管是主键索引还是辅助索引，在查找时都是通过先查找到索引节点才能拿到相对应的数据，如果我们在设计表结构时没有显式指定索引列的话，MySQL会从表中选择数据不重复的列建立索引，如果没有符合的列，则MySQL自动为InnoDB表生成一个隐含字段作为主键，并且这个字段长度为6个字节，类型为整型。

那为什么推荐使用整型自增主键而不是选择UUID？

UUID是字符串，比整型消耗更多的存储空间；  
在B+树中进行查找时需要跟经过的节点值比较大小，整型数据的比较运算比字符串更快速；  
自增的整型索引在磁盘中会连续存储，在读取一页数据时也是连续；UUID是随机产生的，读取的上下两行数据存储是分散的，不适合执行where id > 5 && id < 20的条件查询语句。  
在插入或删除数据时，整型自增主键会在叶子结点的末尾建立新的叶子节点，不会破坏左侧子树的结构；UUID主键很容易出现这样的情况，B+树为了维持自身的特性，有可能会进行结构的重构，消耗更多的时间。  
为什么非主键索引结构叶子节点存储的是主键值？  
保证数据一致性和节省存储空间，可以这么理解：商城系统订单表会存储一个用户ID作为关联外键，而不推荐存储完整的用户信息，因为当我们用户表中的信息（真是名称、手机号、收货地址···）修改后，不需要再次维护订单表的用户数据，同时也节省了存储空间。

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