mysql索引原理深度解析

mysql索引原理深度解析

一、总结

一句话总结：

mysql索引是b+树，因为b+树在范围查找、节点查找等方面优化 hash索引，完全平衡二叉树，b树等

1、数据库中最常见的慢查询优化方式是什么？

加索引

2、为什么加索引能优化慢查询？

因为索引其实就是一种优化查询的数据结构，比如mysql中的索引是用b+树实现的，而b+树就是一种数据结构

3、你知道哪些数据结构可以提高查询速度？

哈希表，完全平衡二叉树，b树，b+树等等

4、解决hash冲突的两个方法？

链表法：冲突的放到一个链表上

再散列法：再次已经一次hash找位置

5、索引为什么能够优化查询？

因为索引用的b+树，相比于一行一行的去找，肯定快很多

6、为什么mysql索引优化用的是b+树，而不是hash索引？

hash索引查找速度非常快，但是不支持范围查找，比如查找大于 某个数的，比如不支持查找大于 马超的

7、为什么mysql索引优化用的是b+树，而不是完全平衡二叉树？

完全平衡二叉树支持找范围的，比如大于某个元素的：自己右孩子+父亲的右孩子

b树和b+树高度低，找元素快：b树和b+树因为一个节点可以存多个元素，所以树的高度比平衡二叉树的高度要低，所以找元素要快（所以更少的磁盘io操作）

8、为什么mysql索引优化用的是b+树，而不是b树？

用空间换了时间，b+树非叶子节点冗余进了叶子节点，b+树叶子节点之间有指针，这样找大于什么或者小于什么特别快

9、完全平衡二叉树和b树b+树的区别是什么？

b树b+树一个节点里面可以存多个元素

10、b树和b+树的区别和联系是什么？

b+树节点是有冗余的，冗余的都是叶子节点，非叶子节点的数据都冗余在了叶子节点里面

b+树的叶子节点之间用了指针联系起来

b树和b+树节点里面都是有顺序的，节点里面都是可以存多个元素的

b树和b+树的高度是一样的，只是b+树因为叶子节点要冗余非叶子节点，所以存的元素多一点而已

11、mysql中用b+树的好处是什么？

找范围的更快：比如我要做所有大于周瑜的，因为叶子节点之间有指针，并且非叶子节点的数据冗余在了叶子节点上，所以只用叶子节点一条链，就可以找到，非常快

树高度低，找元素快：b树和b+树因为一个节点可以存多个元素，所以树的高度比平衡二叉树的高度要低，所以找元素要快（所以更少的磁盘io操作）

12、为什么考虑数据库索引的结构的时候要考虑磁盘io的效率？

因为索引肯定是存在文件里面的，文件是存在磁盘里面的，所以读索引肯定就涉及到了 磁盘io操作

13、磁盘io对数据库索引查询效率影响较大，给了我们什么启示？

可以将数据从磁盘中读入到内存中，避免频繁的磁盘io访问

14、b树和b+树一个节点中可以存多个元素，那么一个节点中存多少个元素好（节点的大小是多少好）？

页的倍数：mysql中为16KB，是操作系统页的4倍：这样可以保证不浪费：因为操作系统一般都是以页为最小单位取数据的

节点的大小如果 小于 操作系统页的大小，会造成浪费

节点的大小如果 大于 操作系统页的大小，也会造成浪费

15、mysql里面设置的一个节点的大小是多少？

去mysql配置文件中去看，可以发现 page_size（Innodb_page_size）的值是16384，也就是16kb，是操作系统页的4倍，这是一个经验值，操作系统一页的大小一般是4kb

16、操作系统的局部性原理是什么？

比如你现在要去0x22这里取20B的数据，操作系统直接在这周围取1kb的，你下次如果是取这周围的数据（很大可能），我就可以直接在内存中取了，不用访问数据库了

17、mysql使用b+树的时候，为什么只在叶子节点存data，而不在非叶子节点也存上data？

因为节点的大小固定的，比如16kb，那么每个节点里面存的元素的大小要越小越好，所以只在叶子节点处存data

18、innodb的数据和索引存在一起的好处是什么？

找索引的时候直接可以找到数据，省了一次磁盘io，不必根据索引再去磁盘io里面找数据

19、innodb表中你没有写主键，为什么也可以用？

因为innodb的索引和数据存在一起，所以你就算没写主键，没有索引，innodb也会主动给你建一个的

20、mysql中b+树的节点的大小是固定的16kb，为什么mysql的设计人员会选择这个经验值？

二层b+树：找2次：存18724条数据

三层b+树：找3次：存21907748：2200W条数据

21、mysql中高度为2的b+树，可以存多少条数据?

叶子节点个数*16条=1170*16=18724条数据

一个叶子节点存16条数据：假设1条数据=1kb，叶子节点只存了数据，一个叶子节点里面可以存 16kb/1kb=16条数据

非叶子节点存1170个叶子节点：非叶子节点存了索引指针对：索引（bigint：8b）+指针（6b），所以可以存的对数为 16KB/14b=1170对

22、mysql中高度为3的b+树，可以存多少条数据？

叶子节点个数*叶子节点个数*16条=1170*1170*16=21907748：2200W条数据

一个叶子节点存16条数据：假设1条数据=1kb，叶子节点只存了数据，一个叶子节点里面可以存 16kb/1kb=16条数据

非叶子节点存1170个叶子节点：非叶子节点存了索引指针对：索引（bigint：8b）+指针（6b），所以可以存的对数为 16KB/14b=1170对

23、如果有索引，mysql的2W条数据和2000W条数据的性能如何？

差不多，都是高度为3的b+树

24、mysql中的联合索引怎么存？

将联合索引字段对应的数据连接起来合成一个整体，比如10110_teacher_30（字符串），然后以单索引的b+树那么存

25、判断mysql中的索引用到没用到的实质是什么？

如果索引表限定了查询范围，就是用到了索引，比如要找到位1_23_aa，我发现索引b+树的根节点为3-23-bb，那我就只用去左子树里面去找了，这就是用到了索引

26、如何判断联合索引是否被用到了？

判断用到了联合索引字段的前面的字段：因为联合索引是将联合索引字段对应的数据连接起来合成一个整体，比如10110_teacher_30（字符串），然后以单索引的b+树那么存，而字符串比较又是从字符串的前头开始比较起的，所以如果判断用到了联合索引字段的前面的字段，就用到了索引

27、mysql如果我找数据有两个索引，那么我用哪个？

mysql的查询优化器会预估判断你哪个索引花费小，就用哪个

28、mysql中explain select * from user where name is null用到索引了么？

用到了索引，mysql会把null存到索引的b+树里面去，所以用到了索引

29、数据结构可视化网站？

https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/Algorithms.html

30、mysql进阶学习怎么学？

索引的原理与 使用

EXPLAIN 和 查询优化器的使用

MYSQL 锁机制

MYSQL 事务机制

二、内容在总结中

b+树

b树

mysql中b+树