图解 MySQL 索引：B-树、B+树

超、凢脫俗 2021-08-28 19:53 407阅读 0赞

点击上方 [Java后端][Java]，选择 设为星标

优质文章，及时送达

--------------------

作者：浪人

cnblogs.com/liqiangchn/p/9060521.html

看了很多关于索引的博客，讲的大同小异。但是始终没有让我明白关于索引的一些概念，如B-Tree索引，Hash索引，唯一索引….或许有很多人和我一样，没搞清楚概念就开始研究B-Tree，B+Tree等结构，导致在面试的时候答非所问！

## **索引是什么?** ##

索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。

## **索引能干什么?** ##

提高数据查询的效率。

索引：排好序的快速查找数据结构！索引会影响where后面的查找，和order by 后面的排序。公众号：Java后端 发布过几十篇 MySQL 文章，其中包括索引的文章，可以关注后后台回复 666 获取。

## **一、索引的分类** ##

1. 从存储结构上来划分：BTree索引（B-Tree或B+Tree索引），Hash索引，full-index全文索引，R-Tree索引。

2. 从应用层次来分：普通索引，唯一索引，复合索引。

3. 根据中数据的物理顺序与键值的逻辑（索引）顺序关系：聚集索引，非聚集索引。

1 中所描述的是索引存储时保存的形式，2 是索引使用过程中进行的分类，两者是不同层次上的划分。不过平时讲的索引类型一般是指在应用层次的划分。

就像手机分类，安卓手机，IOS手机 与 华为手机，苹果手机，OPPO手机一样。

*  **普通索引：**即一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单列索引
 *  **唯一索引：**索引列的值必须唯一，但允许有空值
 *  **复合索引：**即一个索引包含多个列
 *  **聚簇索引(聚集索引)：**并不是一种单独的索引类型，而是一种数据存储方式。具体细节取决于不同的实现，InnoDB的聚簇索引其实就是在同一个结构中保存了B-Tree索引(技术上来说是B+Tree)和数据行。
 *  **非聚簇索引：**不是聚簇索引，就是非聚簇索引（认真脸）。

## **二、索引的底层实现** ##

> mysql默认存储引擎innodb只显式支持B-Tree( 从技术上来说是B+Tree)索引，对于频繁访问的表，innodb会透明建立自适应hash索引，即在B树索引基础上建立hash索引，可以显著提高查找效率，对于客户端是透明的，不可控制的，隐式的。

不谈存储引擎，只讨论实现(抽象)

### **Hash索引** ###

基于哈希表实现，只有精确匹配索引所有列的查询才有效，对于每一行数据，存储引擎都会对所有的索引列计算一个哈希码（hash code），并且Hash索引将所有的哈希码存储在索引中，同时在索引表中保存指向每个数据行的指针。

![format_png][]

B-Tree能加快数据的访问速度，因为存储引擎不再需要进行全表扫描来获取数据，数据分布在各个节点之中。

![format_png 1][]

是B-Tree的改进版本，同时也是数据库索引索引所采用的存储结构。数据都在叶子节点上，并且增加了顺序访问指针，每个叶子节点都指向相邻的叶子节点的地址。相比B-Tree来说，进行范围查找时只需要查找两个节点，进行遍历即可。而B-Tree需要获取所有节点，相比之下B+Tree效率更高。

![format_png 2][]

**案例：****假设有一张学生表，id为主键**

![format_png 3][]

**在MyISAM引擎中的实现（二级索引也是这样实现的）**

![format_png 4][]

**在InnoDB中的实现**

![format_png 5][]

![format_png 6][]

## **三、问题** ##

**问：****为什么索引结构默认使用B-Tree，而不是hash，二叉树，红黑树？**

**hash：**虽然可以快速定位，但是没有顺序，IO复杂度高。

**二叉树：**树的高度不均匀，不能自平衡，查找效率跟数据有关（树的高度），并且IO代价高。

**红黑树：**树的高度随着数据量增加而增加，IO代价高。

**问：****为什么官方建议使用自增长主键作为索引。**

结合B+Tree的特点，自增主键是连续的，在插入过程中尽量减少页分裂，即使要进行页分裂，也只会分裂很少一部分。并且能减少数据的移动，每次插入都是插入到最后。总之就是减少分裂和移动的频率。

插入连续的数据：

![format_png 7][]

插入非连续的数据

![format_png 8][]

--------------------

\-END-

如果看到这里，说明你喜欢这篇文章，请**转发****、点赞**。同时标星（置顶）本公众号可以第一时间接受到博文推送。

**推****荐****阅****读**

***1. ***[Spring Boot 整合 MyCat 实现读写分离][Spring Boot _ MyCat]

***2. ***[为什么Spring Boot的 jar 可以直接运行？][Spring Boot_ jar]

***3.*** [微信支付的软件架构，牛逼！][Link 1]

***4. ***[万字详解 MySQL InnoDB 的实现原理][MySQL InnoDB]

![format_png 9][]

[Java]: https://blog.csdn.net/qq_37217713/article/details/101445094
[format_png]: /images/20210730/5f058e2a7b844fbcb98377b16ee40e9c.png
[format_png 1]: /images/20210730/f4423bc43e09477fafab7fe6eeb22094.png
[format_png 2]: /images/20210730/e81563be418548cbb3b635712c2308b1.png
[format_png 3]: /images/20210730/6773c2160633461bbe15b0b5927aaa83.png
[format_png 4]: /images/20210730/6fe10ac6aa924d479791bdf03c2984b3.png
[format_png 5]: /images/20210730/852922b6cea64f388d939d0bc7395bf9.png
[format_png 6]: /images/20210730/e124459ecd8740faaa1434241f7a6a5a.png
[format_png 7]: /images/20210730/dd19cc1f16074170a00b2bc42f36c32c.png
[format_png 8]: /images/20210730/d7da61e578ab421a8ff1e89c4bac5eea.png
[Spring Boot _ MyCat]: https://blog.csdn.net/qq_37217713/article/details/105721676
[Spring Boot_ jar]: https://blog.csdn.net/qq_37217713/article/details/105721675
[Link 1]: https://blog.csdn.net/qq_37217713/article/details/105697497
[MySQL InnoDB]: https://blog.csdn.net/qq_37217713/article/details/105697496
[format_png 9]: /images/20210730/eecf5d61c2d74dcfb1d8db5ae16956b5.png