MySQL - MySQL不同存储引擎下索引的实现

偏执的太偏执、 2023-02-28 04:02 71阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  生猛干货
 *  Pre
 *  MyISAM索引实现
 *   *  非聚簇（非聚集）索引
     *  索引原理图
 *  InnoDB索引实现
 *   *  聚簇（聚集）索引
     *  索引原理图
     *  常见面试题
     *   *  为什么建议InnoDB表必须建主键，并且推荐使用整型的自增主键？
         *   *  为什么非主键索引结构叶子节点存储的是主键值？(一致性和节省存储空间)
 *  搞定MySQL

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# 生猛干货 #

[带你搞定MySQL实战，轻松对应海量业务处理及高并发需求，从容应对大场面试][MySQL]

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# Pre #

MySQL中，索引属于存储引擎级别的概念，不同存储引擎对索引的实现方式是不同的，我们这里主要讨论MyISAM和InnoDB两个存储引擎的索引实现方式。

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# MyISAM索引实现 #

## 非聚簇（非聚集）索引 ##

我们建立一个myIsam存储引擎的表，看磁盘上的文件存储如下

![在这里插入图片描述][20200719163410681.png]

我这个是8.0的MYSQL， 5.7版本 不是sdi结尾的文件，而是frm (framework)

可以看到MyISAM存储引擎的索引文件 MYI 和数据文件 MYD 是分离的(非聚集)

这就是非聚簇索引的含义， MYI 和 MYD 分开存储 ，同样的 InnoDB都存在.idb文件中，所以InnoDB存储引擎的索引就是聚簇索引。

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## 索引原理图 ##

**MyISAM引擎使用B+Tree作为索引结构，叶节点的data域存放的是数据记录的地址。**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

上图就是 MyISAM索引的原理图。

上图一共有三列，假设我们以Col1为主键，则上图是一个MyISAM表的主索引（Primary key）示意。可以看出**MyISAM的索引文件仅仅保存数据记录的地址**

在MyISAM中，主索引和辅助索引（Secondary key）在结构上没有任何区别，只是主索引要求key是唯一的，而辅助索引的key可以重复。

如果我们在Col2上建立一个辅助索引，则此索引的结构如下图所示：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

**同样也是一颗B+Tree，data域保存数据记录的地址。**

因此，MyISAM中索引检索的算法为首先按照B+Tree搜索算法搜索索引，如果指定的Key存在，则取出其data域的值，然后以data域的值为地址，去另外一个文件中MYD读取相应数据记录。

MyISAM的索引方式也叫做“非聚集”的，之所以这么称呼是为了与InnoDB的聚集索引区分。

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# InnoDB索引实现 #

## 聚簇（聚集）索引 ##

建立一个innodb存储引擎的表，看磁盘上的数据文件如下

![在这里插入图片描述][20200719164201553.png]

这个ibd就是 数据和索引，这两个存储在一个文件中

第一个重大区别是**InnoDB的数据文件本身就是索引文件** ，因为就只有一个ibd文件啊。

*  MyISAM索引文件和数据文件是分离的，索引文件仅保存数据记录的地址。
 *  InnoDB中，表数据文件本身就是按B+Tree组织的一个索引结构，这棵树的叶节点data域保存了完整的数据记录。这个索引的key是数据表的主键，因此InnoDB表数据文件本身就是主索引。

InnoDB也使用B+Tree作为索引结构，但具体实现方式却与MyISAM 不同。

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## 索引原理图 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

上图就是InnoDB主索引（同时也是数据文件）的示意图，可以看到**叶节点包含了完整的数据记录**。这种索引叫做聚集索引。

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第二个与MyISAM索引的不同是InnoDB的辅助索引data域存储相应记录主键的值而不是地址。换句话说，**InnoDB的所有辅助索引都引用主键作为data域**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

上图为 **定义在Col3上的一个辅助索引**  观察叶子节点 ： **data域存储相应记录主键的值而不是地址**

Col3字段上的索引，以英文字符的ASCII码作为比较准则。

**聚集索引这种实现方式使得按主键的搜索十分高效，但是辅助索引搜索需要检索两遍索引：首先检索辅助索引获得主键，然后用主键到主索引中检索获得记录。**

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## 常见面试题 ##

### 为什么建议InnoDB表必须建主键，并且推荐使用整型的自增主键？ ###

因为**InnoDB的数据文件本身要按主键聚集，所以InnoDB要求表必须有主键（MyISAM可以没有），如果没有显式指定，则MySQL系统会自动选择一个可以唯一标识数据记录的列作为主键，如果不存在这种列，则MySQL自动为InnoDB表生成一个隐含字段作为主键，这个字段长度为6个字节，类型为长整形。**

至于是整型，主要是构建B+Tree的时候，从左到右递增的属性，你如果用过UUID，不仅占用空间，还要转换成assic码进行比较，效率自然不行。

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#### 为什么非主键索引结构叶子节点存储的是主键值？(一致性和节省存储空间) ####

知道了InnoDB的索引实现后，就很容易明白为什么不建议使用过长的字段作为主键，因为所有辅助索引都引用主索引，过长的主索引会令辅助索引变得过大，占用空间。

再比如用非单调（可重复）的字段作为主键在InnoDB中是不推荐的，因为InnoDB数据文件本身是一颗B+Tree，可重复的主键会造成在插入新记录时数据文件为了维持B+Tree的特性而频繁的分裂调整，十分低效，所以推荐使用自增主键。

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参考 ： http://blog.codinglabs.org/articles/theory-of-mysql-index.html

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# 搞定MySQL #

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