索引是幫助MySQL高效獲取數(shù)據(jù)的排好序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對比

二叉樹

左邊子節(jié)點的數(shù)據(jù)小于父節(jié)點數(shù)據(jù)扛禽，右邊子節(jié)點的數(shù)據(jù)大于父節(jié)點數(shù)據(jù)涯塔。
如果col2是索引伤锚，查找索引為89的行元素琼梆，那么只需要查找兩次捶码，就可以獲取到行元素所在的磁盤指針地址撕蔼。

二叉樹索引示意圖

如果col1是索引豁鲤，查找索引為6的行元素，那么需要查找六次鲸沮，就可以獲取到行元素所在的磁盤指針地址琳骡，即得到了該索引為6的行元素。因此二叉樹不適合存儲單邊增長的序列字段讼溺，近乎全表掃描獲取數(shù)據(jù)楣号。

紅黑樹

本質(zhì)二叉樹，屬于二叉平衡樹，jdk1.8 hashmap的底層實現(xiàn)炫狱；
存儲大數(shù)據(jù)量藻懒，樹的高度不可控， 數(shù)量越大视译，樹的高度越高嬉荆；
500w行數(shù)據(jù)，2的n次方=500w數(shù)據(jù)量憎亚， n是樹的高度员寇，也就是查詢次數(shù)；

hash表

通過散列可以快速獲取磁盤文件指針第美，對于指定索引查找文件非车妫快，但是對于范圍查找沒法支持什往。

B樹

本質(zhì)是多路二叉樹扳缕；
葉節(jié)點具有相同的深度，葉節(jié)點的指針為空别威；
所有索引元素不重復躯舔；
節(jié)點中數(shù)據(jù)索引從左到右依次遞增的；

B樹索引示意圖

B+樹（B樹的變種）

非葉子節(jié)點不存儲數(shù)據(jù)省古，只存儲索引(冗余)和指針粥庄，可以放更多的索引，樹高降低 豺妓；
葉子節(jié)點包含所有索引字段惜互；
葉子節(jié)點比b樹增加了指針連接；
葉子節(jié)點有雙向指針鏈接(首尾子節(jié)點還通過指針連接)琳拭，提高區(qū)間訪問的性能训堆，范圍查找；

B+樹索引示意圖

為什么mysql頁文件默認16K白嘁？

MySQL每個B+樹節(jié)點最大存儲容量：16KB （指針+數(shù)據(jù)+索引）坑鱼。假設(shè)我們一行數(shù)據(jù)大小為1K，那么一頁就能存16條數(shù)據(jù)絮缅，也就是一個葉子節(jié)點能存16條數(shù)據(jù)鲁沥；再看非葉子節(jié)點，假設(shè)主鍵ID為bigint類型盟蚣，那么長度為8B黍析，指針大小在Innodb源碼中為6B，一共就是14B屎开，那么一頁里就可以存儲16K/14=1170個(主鍵+指針)
那么一顆高度為2的B+樹能存儲的數(shù)據(jù)為：117016=18720條，一顆高度為3的B+樹能存儲的數(shù)據(jù)為：11701170*16=21902400（千萬級條）

show global status like `Innodb_page_size`

因此，B+樹存儲大數(shù)據(jù)量的表也可以非常高效的獲取數(shù)據(jù)奄抽，MySQL使用B+樹作為索引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)蔼两。

存儲引擎

存儲引擎最終作用于：表 ，不是數(shù)據(jù)庫
在mysql的安裝的根目錄下逞度，有一個data目錄额划，里面存放的是所有表的數(shù)據(jù)。

• MyISAM：
  MyISAM索引文件和數(shù)據(jù)文件是分離的（非聚集或稀疏）档泽；
  主鍵索引和輔助主鍵索引存儲類似俊戳；

frm文件：存儲這張表的表結(jié)構(gòu)
MYD文件：存儲這張表的所有數(shù)據(jù)行
MYI文件：存儲這張表的索引字段

MyISAM存儲引擎底層結(jié)構(gòu)

• InnoDB（聚集）：

表數(shù)據(jù)文件本身是按照B+tree組織的一個索引結(jié)構(gòu)文件
frm文件：存儲這張表的表結(jié)構(gòu)
ibd文件：存儲這張表的所有數(shù)據(jù)行和索引字段
聚集(聚簇)索引----葉節(jié)點包含完整數(shù)據(jù)記錄

InnoDB存儲引擎底層結(jié)構(gòu)

為什么InnoDB表必須有主鍵，并且推薦使用整型的自增主鍵馆匿？

• 首先抑胎，為了滿足MySQL的索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B+樹的特性，必須要有索引作為主鍵渐北，可以有效提高查詢效率阿逃，因此InnoDB必須要有主鍵。如果不手動指定主鍵赃蛛，InnoDB會從插入的數(shù)據(jù)中找出不重復的一列作為主鍵索引恃锉，如果沒找到不重復的一列，InnoDB會在后臺增加一列rowId做為主鍵索引呕臂。
• 其次破托，索引的數(shù)據(jù)類型是整型，一方面整型占有的磁盤空間或內(nèi)存空間相比字符串更少歧蒋，另一方面整型比較比字符串比較更快速土砂，字符串比較是先轉(zhuǎn)換為ASCII碼，然后再比較的疏尿。
• 最后瘟芝，B+樹本質(zhì)是多路多叉樹，如果主鍵索引不是自增的褥琐，那么后續(xù)插入的索引就會引起B(yǎng)+樹的其他節(jié)點的分裂和重新平衡锌俱，影響數(shù)據(jù)插入的效率，如果是自增主鍵敌呈，只用在尾節(jié)點做增加就可以贸宏。

為什么非主鍵索引結(jié)構(gòu)葉子節(jié)點存儲的是主鍵值？

• 主鍵索引和非主鍵索引維護各自的B+樹結(jié)構(gòu)磕洪，當插入的數(shù)據(jù)的時候吭练，由于數(shù)據(jù)只有一份，通過非主鍵索引獲取到主鍵值析显，然后再去主鍵索引的B+樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中找到對應(yīng)的行數(shù)據(jù)鲫咽，節(jié)省了內(nèi)存空間；
• 如果非主鍵索引的葉子節(jié)點也存儲一份數(shù)據(jù)，如果通過非主鍵索引插入數(shù)據(jù)分尸，那么要向主鍵索引對應(yīng)的行數(shù)據(jù)進行同步锦聊，那么會帶來數(shù)據(jù)一致性問題÷嵘埽可以通過事務(wù)的方式解決孔庭，我們都知道使用事務(wù)后，就會對性能有所消耗材蛛。

聯(lián)合索引

• 聯(lián)合索引的底層存儲結(jié)構(gòu)長什么樣?

  定義聯(lián)合索引(員工級別圆到，員工姓名，員工出生年月)卑吭，將聯(lián)合索引按照索引順序放入節(jié)點中芽淡，新插入節(jié)點時，先按照聯(lián)合索引中的員工級別比較陨簇，如果相同會按照是員工姓名比較吐绵，如果員工級別和員工姓名都相同 最后是員工的出生年月比較『诱溃可以從圖中從上到下己单，從左到右看，第一個B+樹的節(jié)點 是通過聯(lián)合索引的員工級別比較的耙饰，第二個節(jié)點是 員工級別相同纹笼，會按照員工姓名比較，第三個節(jié)點是 員工級別和員工姓名都相同苟跪，會按照員工出生年月比較廷痘。

聯(lián)合索引示意圖

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