Mysql索引底层数据结构与算法
来源:互联网
索引是什么
索引是帮助MySQL高效获取数据的排好序的数据结构。
索引存储在文件里
补充知识:
磁盘存取原理:
* 寻道时间(速度慢,费时)
* 旋转时间(速度较快)
磁盘IO读取效率:
* 单次IO读取是N个页的大小,读取数据量大于N个页就需要分页读取。
索引的数据结构
二叉树
有可能出现worst-case,如果输入序列已经排序,则时间复杂度为O(N)
红黑树
解决了二叉树的缺点,但是在数据量大的情况下,会出现分层很深的情况,影响查询效率。
hash
查询效率很高,但是无法实现范围查询
B树
【特点】度(Degree)-节点的数据存储个数
【特点】叶节点具有相同的深度
【特点】叶节点的指针为空
【特点】节点中的数据key从左到右递增排列
【缺点】每个节点存储key+具体数据,而度涉及到IO读取,故如果度设计的很大就会影响IO读取效率。由于该限制,只能限制度的大小,使得深度无法控制。
B+树
非叶子节点不存储data,只存储key,可以增大度
叶子节点不存储指针
顺序访问指针,提高区间访问的性能
优点
一般使用磁盘I/O次数评价索引结构的优劣
预读:磁盘一般会顺序向后读取一定长度的数据(页的整数倍)放入内存
局部性原理:当一个数据被用到时,其附近的数据也通常会马上被使用
B+Tree节点的大小设为等于一个页,每次新建节点直接申请一个页的空间,这样就保证一个节点物理上也存储在一个页里,就实现了一个节点的载入只需一次I/O
B+Tree的度d一般会超过100,因此h非常小(一般为3到5之间)
【最佳实践】使用自增的主键
a.自增型主键以利于插入性能的提高;
b.自增型主键设计(int,bigint)可以降低二级索引的空间,提升二级索引的内存命中率;
c.自增型的主键可以减小page的碎片,提升空间和内存的使用。
存储引擎
存储引擎是表的属性。
MyISAM是非聚集的索引实现
索引文件和数据文件是分开的两个文件
索引中叶子节点存储的是数据的地址
主键索引和其他索引都是一样的,叶子节点指向的是数据文件中对应的地址
InnoDB是聚集的索引实现
索引和数据在同一个文件中
数据的存储是建立在主键索引结构中,叶子节点是具体的数据。故必须要有主键
其他索引的叶子节点是主键的值
【好处】一致性和节省存储空间
索引是什么
索引是帮助MySQL高效获取数据的排好序的数据结构。
索引存储在文件里
补充知识:
磁盘