MySQL进阶篇:详解索引结构
2.2 MySQL进阶篇:第二章_二.二_索引结构
2.2.1 概述
MySQL的索引是在存储引擎层实现的,不同的存储引擎有不同的索引结构,主要包含以下几种:
| 索引结构 | 描述 |
|---|---|
| B+Tree索引 | 最常见的索引类型,大部分引擎都支持 B+ 树索引 |
| Hash索引 | 底层数据结构是用哈希表实现的, 只有精确匹配索引列的查询才有效, 不支持范围查询 |
| R-tree(空间索引) | 空间索引是MyISAM引擎的一个特殊索引类型,主要用于地理空间数据类型,通常使用较少 |
| Full-text(全文索引) | 是一种通过建立倒排索引,快速匹配文档的方式。类似于Lucene,Solr,ES |
上述是MySQL中所支持的所有的索引结构,接下来,我们再来看看不同的存储引擎对于索引结构的支持情况。
| 索引 | InnoDB | MyISAM | Memory |
|---|---|---|---|
| B+Tree索引 | 支持 | 支持 | 支持 |
| Hash索引 | 不支持 | 不支持 | 支持 |
| R-tree(空间索引) | 不支持 | 支持 | 不支持 |
| Full-text(全文索引) | 5.6版本之后支持 | 支持 | 不支持 |
注: 我们平常所说的索引,如果没有特别指明,都是指B+树结构组织的索引。
2.2.2 二叉树
假如说MySQL的索引结构采用二叉树的数据结构,比较理想的结构如下:

如果主键是顺序插入的,则会形成一个单向链表,结构如下:

所以,如果选择二叉树作为索引结构,会存在以下缺点:
- 顺序插入时,会形成一个链表,查询性能大大降低。
- 大数据量情况下,层级较深,检索速度慢。
我们也可以选择红黑树,红黑树是一颗自平衡二叉树,那这样即使是顺序插入数据,最终形成的数据结构也是一颗平衡的二叉树,结构如下:

但是,即使如此,由于红黑树也是一颗二叉树,所以也会存在一个缺点:
- 大数据量情况下,层级较深,检索速度慢。
所以,在MySQL的索引结构中,并没有选择二叉树或者红黑树,而选择的是B+Tree,那么什么是B+Tree呢?在详解B+Tree之前,先来介绍一个B-Tree。
2.2.3 B-Tree
B-Tree,B树是一种多叉路衡查找树,相对于二叉树,B树每个节点可以有多个分支,即多叉。以一颗最大度数(max-degree)为5(5阶)的b-tree为例,那这个B树每个节点最多存储4个key,5个指针:

注: 树的度数指的是一个节点的子节点个数。
可以通过一个数据结构可视化的网站来简单演示一下:https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/BTree.html

插入一组数据: 100 65 169 368 900 556 780 35 215 1200 234 888 158 90 1000 88 120 268 250 。然后观察一些数据插入过程中,节点的变化情况

特点:
- 5阶的B树,每一个节点最多存储4个key,对应5个指针。
- 一旦节点存储的key数量到达5,就会裂变,中间元素向上分裂。
- 在B树中,非叶子节点和叶子节点都会存放数据。
2.2.4 B+Tree
B+Tree是B-Tree的变种,我们以一颗最大度数(max-degree)为4(4阶)的b+tree为例,来看一下其结构示意图:

我们可以看到,两部分:
- 绿色框框起来的部分,是索引部分,仅仅起到索引数据的作用,不存储数据。
- 红色框框起来的部分,是数据存储部分,在其叶子节点中要存储具体的数据。
B+Tree 与 B-Tree相比,主要有以下三点区别:
- 所有的数据都会出现在叶子节点。
- 叶子节点形成一个单向链表。
- 非叶子节点仅仅起到索引数据作用,具体的数据都是在叶子节点存放的。
上述我们所看到的结构是标准的B+Tree的数据结构,接下来,我们再来看看MySQL中优化之后的B+Tree。
MySQL索引数据结构对经典的B+Tree进行了优化。在原B+Tree的基础上,增加一个指向相邻叶子节点的链表指针,就形成了带有顺序指针的B+Tree,提高区间访问的性能,利于排序。

2.2.5 Hash
MySQL中除了支持B+Tree索引,还支持一种索引类型---Hash索引。
1). 结构
哈希索引就是采用一定的hash算法,将键值换算成新的hash值,映射到对应的槽位上,然后存储在hash表中。

如果两个(或多个)键值,映射到一个相同的槽位上,他们就产生了hash冲突(也称为hash碰撞),可以通过链表来解决。

2). 特点
A. Hash索引只能用于对等比较(=,in),不支持范围查询(between,>,,...)
B. 无法利用索引完成排序操作
C. 查询效率高,通常(不存在hash冲突的情况)只需要一次检索就可以了,效率通常要高于B+tree索引
3). 存储引擎支持
在MySQL中,支持hash索引的是Memory存储引擎。 而InnoDB中具有自适应hash功能,hash索引是InnoDB存储引擎根据B+Tree索引在指定条件下自动构建的。
思考: 为什么InnoDB存储引擎选择使用B+tree索引结构?
1. 相对于二叉树,层级更少,搜索效率高;
2. 对于B-tree,无论是叶子节点还是非叶子节点,都会保存数据,这样导致一页中存储
的键值减少,指针跟着减少,要同样保存大量数据,只能增加树的高度,导致性能降低;
3. 相对Hash索引,B+tree支持范围匹配及排序操作;
MySQL进阶篇:详解索引结构的更多相关文章
- MySQL进阶篇(02):索引体系划分,B-Tree结构说明
本文源码:GitHub·点这里 || GitEE·点这里 一.索引简介 1.基本概念 首先要明确索引是什么:索引是一种数据结构,数据结构是计算机存储.组织数据的方式,是指相互之间存在一种或多种特定关系 ...
- Scala进阶之路-Scala函数篇详解
Scala进阶之路-Scala函数篇详解 作者:尹正杰 版权声明:原创作品,谢绝转载!否则将追究法律责任. 一.传值调用和传名调用 /* @author :yinzhengjie Blog:http: ...
- 如何查看mysql数据库的引擎/MySQL数据库引擎详解
一般情况下,mysql会默认提供多种存储引擎,你可以通过下面的查看: 看你的mysql现在已提供什么存储引擎:mysql> show engines; 看你的mysql当前默认的存储引擎:mys ...
- MySQL 执行计划详解
我们经常使用 MySQL 的执行计划来查看 SQL 语句的执行效率,接下来分析执行计划的各个显示内容. EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE id IN (SELECT ...
- Mysql加锁过程详解(9)-innodb下的记录锁,间隙锁,next-key锁
Mysql加锁过程详解(1)-基本知识 Mysql加锁过程详解(2)-关于mysql 幻读理解 Mysql加锁过程详解(3)-关于mysql 幻读理解 Mysql加锁过程详解(4)-select fo ...
- Mysql加锁过程详解(1)-基本知识
Mysql加锁过程详解(1)-基本知识 Mysql加锁过程详解(2)-关于mysql 幻读理解 Mysql加锁过程详解(3)-关于mysql 幻读理解 Mysql加锁过程详解(4)-select fo ...
- Mysql加锁过程详解(7)-初步理解MySQL的gap锁
Mysql加锁过程详解(1)-基本知识 Mysql加锁过程详解(2)-关于mysql 幻读理解 Mysql加锁过程详解(3)-关于mysql 幻读理解 Mysql加锁过程详解(4)-select fo ...
- MySQL数据库优化详解(收藏)
MySQL数据库优化详解 mysql表复制 复制表结构+复制表数据mysql> create table t3 like t1;mysql> insert into t3 select * ...
- Mysql 三大特性详解
Mysql 三大特性详解 Mysql Innodb后台线程 工作方式 首先Mysql进程模型是单进程多线程的.所以我们通过ps查找mysqld进程是只有一个. 体系架构 InnoDB存储引擎的架构如下 ...
- 【目录】mysql 进阶篇系列
随笔分类 - mysql 进阶篇系列 mysql 开发进阶篇系列 55 权限与安全(安全事项 ) 摘要: 一. 操作系统层面安全 对于数据库来说,安全很重要,本章将从操作系统和数据库两个层面对mysq ...
随机推荐
- 【IOC,AOP】spring的基础概念
IOC 控制反转 对象的创建控制权转交给外部实体,就是控制反转.外部实体便是IOC容器.其实就是以前创建java对象都是我们new一下,现在我们可以把这个new交给IOC容器来做,new出来的对象也会 ...
- 产品代码都给你看了,可别再说不会DDD(七):实体与值对象
这是一个讲解DDD落地的文章系列,作者是<实现领域驱动设计>的译者滕云.本文章系列以一个真实的并已成功上线的软件项目--码如云(https://www.mryqr.com)为例,系统性地讲 ...
- buu pwn wp(持续更新)
1.warmup_csaw_2016 main函数如下 __int64 __fastcall main(int a1, char **a2, char **a3) { char s[64]; // [ ...
- 从基础到实践,回顾Elasticsearch 向量检索发展史
本文分享自华为云社区<Elasticsearch向量检索的演进与变革:从基础到应用>,作者: 汀丶. 1.引言 向量检索已经成为现代搜索和推荐系统的核心组件. 通过将复杂的对象(例如文本. ...
- GameFramework摘录 - 2.访问器模式(Version、Logger)
访问器模式 Version.Logger等基础模块,功能相对固定但拥有几套不同的行为(如开发版本和正式版本不同),采用访问器模式,便于调整功能或复用 public static class Versi ...
- mysql 索引图
- Util应用框架基础(二) - 对象到对象映射(AutoMapper)
本节介绍Util应用框架相似对象之间的转换方法. 文章分为多个小节,如果对设计原理不感兴趣,只需阅读基础用法部分即可. 概述 现代化分层架构,普遍采用了构造块DTO(数据传输对象). DTO是一种参数 ...
- Navicat Premium破解工具及教程
使用Navicat_Keygen_Patch5破解Navicat Premium 更新:2019-06-11 10:16 使用Navicat_Keygen_Patch_v5.0_By_DFoX破解Na ...
- SNN_LIF模型
LIF模型 Leaky integrity-Fire(LIF)模型 输入信号直接影响神经元的状态,即神经元膜电位,只有当膜电位上升到阈值的时候,才会产生输出信号. 膜电位:细胞膜两侧的电位差.只有当膜 ...
- top命令和ps命令
top 命令和 ps 命令 ps 命令 ps 命令查看系统的瞬时信息.通常使用ps -ef | grep 进程名, -e 代表显示所有进程,-f 表示做一个更为完整的输出.经常使用这个命令获得进程的 ...