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MySQL系列(三)---索引

2017-08-01 11:21 本站整理 浏览(3)

MySQL系列(三)---索引

前言:如果有疏忽或理解不当的地方,请指正。

目录

什么是索引

  • 如果没有索引,扫描的记录数大于有索引的记录数
  • 索引存放索引列的值(比如id为索引列,那么存放索引列的值),和该索引值对应的行在内存中的地址(或者直接存储该行的数据)
  • 如果索引采用的数据结构是hash表,那么这个时候,通过计算jaijun的hash值,O(1)复杂度就可以找到该记录的位置

hash索引

  • 在等值查找下,此时无hash冲突,这种情况下,效率是很高的
  • 但是在范围查找下,由于hash不是有序的,那么范围查找下,hash表的优势并不能发挥出来。
  • 在hash冲突下,查找效率会降下来

磁盘读取

  • 磁盘读取步骤:定柱面,定磁道,定磁块
  • 磁盘时间主要消耗在定位柱面,那么如果要提高速度,在数据量一样的情况下,将尽量多的数据放在磁盘块上,那么这样可以减少磁头定位柱面移动的次数,减少IO的次数。

二叉查找树

  • 左子树所有的节点的值小于他的根节点的值
  • 右子树所有的节点的值大于他的根节点的值
  • 任意节点的左子树和右子树都是二叉查找树
  • 没有键值相等的节点

分析

  • 二叉查找树的查找的复杂度到了lgn
  • 但是有没有办法减少IO的次数,也就是能不能降低树的高度

B-树

(m阶树 m/2<=k<=m)

  • 根节点至少两个子节点
  • 所有叶子节点都在同一层
  • 中间节点包含k-1个元素和k个孩子
  • 节点中的元素从小到大排列
  • 每个节点即包含索引列的值,和该数据记录(或该数据记录的值)

分析

  • 相对于二叉查找树,B树变得矮胖,因为每个节点存放的元素更多,所以相同元素情况下,降低了树的高度,那么就可以减少IO的次数
  • 每个节点存放了数据(该行记录的值或者该行记录在内存的地址),所以不同的查询性能是不一样的。

B+树

  • 在B-树的基础上
  • 除了叶子结点,其他节点不包含记录(数据库中的行)的位置
  • 叶子节点包含了所有的索引值,并且从小到大排列,以及记录(数据库中行)的位置

分析

  • 如果节点的大小一样,那么如果我们除了叶节点之外,其他节点不包含数据,那么就可以放更多的元素(索引值),这样的话这棵树就变的更加矮胖,那么IO的次数可以进一步减少
  • 因为叶节点的元素是顺序排列,而且叶节点间形成链表,那么有序查找时提高范围查询的效率
  • 相对于B树,由于所有的数据是存放在叶节点,那么意味着每次查找都必须到从根查找到叶节点,那么这就意味着查询性能平均。

总结

  • 索引是一种数据,可以避免了全表查询,可以类比目录和书。
  • 索引需要一种数据结构来存储
  • 利用散列表(hash)的方式查询复杂度可以到O(1),但是再范围查询时,hash起不了提高性能的作用
  • IO操作是耗时,为了提高查询性能,可以减少IO的次数
  • 对于树的存储结构来说,为了提高性能,减少IO的次数,可以低树的高度
  • 读取一个节点一次IO,在数据量一样的情况下,如果每个节点的能存放更多元素,那么就可以降低树的高度。
  • B树降低了树的高度,而在节点大小一样的情况下,因为B树的节点存放了元素有又存放了数据,而B+树将数据全部存放在叶节点,那么这样的话,每个节点可以存放更多的元素,那么就可以再一次降低树的高度
  • B+树的查询性能更加稳定,并且更有利于范围查找
  • 如果是聚集索引(InnoDB引擎),那么节点存放的该记录的数据,数据文件本身就是索引文件
  • 如果是非聚集索引(MyISAM引擎),那么节点存放的是该行记录的地址。索引文件和数据文件是分离

索引的种类

  • 普通索引,允许出现相同的内容
  • 唯一索引,索引值唯一,允许空值
  • 主键索引,创建主键的时候自动创建主键索引,唯一并且不能为空
  • 组合索引,多列组合索引

索引的使用

  • ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name (column_list) 增加普通索引
  • ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE (column_list) 增加唯一索引
  • ALTER TABLE table_name ADD PRIMARY KEY (column_list) 增加主键索引

索引优缺点

  • 毫无疑问,在使用正确的情况下,索引能提高查询速度
  • 索引也能提高分组和排序的速度
  • 由于修改删除添加时,要调维护索引文件,对树进行调整,所以性能降低了
  • 索引文件也是需要占用空间的

我觉得分享是一种精神,分享是我的乐趣所在,不是说我觉得我讲得一定是对的,我讲得可能很多是不对的,但是我希望我讲的东西是我人生的体验和思考,是给很多人反思,也许给你一秒钟、半秒钟,哪怕说一句话有点道理,引发自己内心的感触,这就是我最大的价值。(这是我喜欢的一句话,也是我写博客的初衷)