B+树叶子节点数据如何存储，以及如何查找某一条数据

MySQL索引背后的数据结构及算法原理

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根据一条sql  如何查看索引结构等信息？

 

聚簇索引
数据库表中的数据都是存储在页里的，那么这一个页可以存放多少条记录呢？

这取决于一行记录的大小是多少，假如一行数据大小是1k，那么理论上一页就可以放16条数据。

当然，查询数据的时候，MySQL也不能把所有的页都遍历一遍，所以就有了索引，InnoDB存储引擎用B+树的方式来构建索引。

聚簇索引就是按照每张表的主键构造一颗B+树，叶子节点存放的是整行记录数据，在非叶子节点上存放的是键值以及指向数据页的指针，同时每个数据页之间都通过一个双向链表来进行链接。

如上图所示，就是一颗聚簇索引树的大致结构。它先将数据记录按照主键排序，放在不同的页中，下面一行是数据页。上面的非叶子节点，存放主键值和一个指向页的指针。

当我们通过主键来查询的时候，比如id=6的条件，就是通过这颗B+树来查找数据的过程。它先找到根页面（page offset=3），然后通过二分查找，定位到id=6的数据在指针为5的页上。然后进一步的去page offset=5的页面上加载数据。

在这里，我们需要理解两件事：

上图中B+树的根节点（page offset=3），是固定不会变化的。只要表创建了聚簇索引，它的根节点页号就被记录到某个地方了。还有一点，B+树索引本身并不能直接找到具体的一条记录，只能知道该记录在哪个页上，数据库会把页载入到内存，再通过二分查找定位到具体的记录。

现在我们知道了InnoDB存储引擎最小存储单元是页，在B+树索引结构里，页可以放一行一行的数据（叶子节点），也可以放主键+指针（非叶子节点）。

上面已经说过，假如一行数据大小是1k，那么理论上一页就可以放16条数据。那一页可以放多少主键+指针呢？

假如我们的主键id为bigint类型，长度为8字节，而指针大小在InnoDB源码中设置为6字节。这样算下来就是 16384 / 14 = 1170，就是说一个页上可以存放1170个指针。

一个指针指向一个存放记录的页，一个页里可以放16条数据，那么一颗高度为2的B+树就可以存放 1170 * 16=18720 条数据。同理，高度为3的B+树，就可以存放 1170 * 1170 * 16 = 21902400 条记录。

理论上就是这样，在InnoDB存储引擎中，B+树的高度一般为2-4层，就可以满足千万级数据的存储。查找数据的时候，一次页的查找代表一次IO，那我们通过主键索引查询的时候，其实最多只需要2-4次IO就可以了。

那么，实际上到底是不是这样呢？我们接着往下看。
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