mysql索引原理深度解析

╰+攻爆jí腚メ 2022-01-06 23:05 400阅读 0赞

# mysql索引原理深度解析 #

## 一、总结 ##

### 一句话总结： ###

##### mysql索引是b+树，因为b+树在范围查找、节点查找等方面优化 hash索引，完全平衡二叉树，b树等 #####

### 1、数据库中最常见的慢查询优化方式是什么？ ###

##### 加索引 #####

### 2、为什么加索引能优化慢查询？ ###

##### 因为索引其实就是一种优化查询的数据结构，比如mysql中的索引是用b+树实现的，而b+树就是一种数据结构 #####

### 3、你知道哪些数据结构可以提高查询速度？ ###

##### 哈希表，完全平衡二叉树，b树，b+树等等 #####

### 4、解决hash冲突的两个方法？ ###

##### 链表法：冲突的放到一个链表上 #####

##### 再散列法：再次已经一次hash找位置 #####

### 5、索引为什么能够优化查询？ ###

##### 因为索引用的b+树，相比于一行一行的去找，肯定快很多 #####

### 6、为什么mysql索引优化用的是b+树，而不是hash索引？ ###

##### hash索引查找速度非常快，但是不支持范围查找，比如查找大于 某个数的，比如不支持查找大于 马超的 #####

### 7、为什么mysql索引优化用的是b+树，而不是完全平衡二叉树？ ###

##### 完全平衡二叉树支持找范围的，比如大于某个元素的：自己右孩子+父亲的右孩子 #####

##### b树和b+树高度低，找元素快：b树和b+树因为一个节点可以存多个元素，所以树的高度比平衡二叉树的高度要低，所以找元素要快（所以更少的磁盘io操作） #####

### 8、为什么mysql索引优化用的是b+树，而不是b树？ ###

##### 用空间换了时间，b+树非叶子节点冗余进了叶子节点，b+树叶子节点之间有指针，这样找大于什么或者小于什么特别快 #####

### 9、完全平衡二叉树和b树b+树的区别是什么？ ###

##### b树b+树一个节点里面可以存多个元素 #####

### 10、b树和b+树的区别和联系是什么？ ###

##### b+树节点是有冗余的，冗余的都是叶子节点，非叶子节点的数据都冗余在了叶子节点里面 #####

##### b+树的叶子节点之间用了指针联系起来 #####

##### b树和b+树节点里面都是有顺序的，节点里面都是可以存多个元素的 #####

##### b树和b+树的高度是一样的，只是b+树因为叶子节点要冗余非叶子节点，所以存的元素多一点而已 #####

### 11、mysql中用b+树的好处是什么？ ###

##### 找范围的更快：比如我要做所有大于周瑜的，因为叶子节点之间有指针，并且非叶子节点的数据冗余在了叶子节点上，所以只用叶子节点一条链，就可以找到，非常快 #####

##### 树高度低，找元素快：b树和b+树因为一个节点可以存多个元素，所以树的高度比平衡二叉树的高度要低，所以找元素要快（所以更少的磁盘io操作） #####

### 12、为什么考虑数据库索引的结构的时候要考虑磁盘io的效率？ ###

##### 因为索引肯定是存在文件里面的，文件是存在磁盘里面的，所以读索引肯定就涉及到了 磁盘io操作 #####

### 13、磁盘io对数据库索引查询效率影响较大，给了我们什么启示？ ###

##### 可以将数据从磁盘中读入到内存中，避免频繁的磁盘io访问 #####

### 14、b树和b+树一个节点中可以存多个元素，那么一个节点中存多少个元素好（节点的大小是多少好）？ ###

##### 页的倍数：mysql中为16KB，是操作系统页的4倍：这样可以保证不浪费：因为操作系统一般都是以页为最小单位取数据的 #####

##### 节点的大小如果 小于 操作系统页的大小，会造成浪费 #####

##### 节点的大小如果 大于 操作系统页的大小，也会造成浪费 #####

### 15、mysql里面设置的一个节点的大小是多少？ ###

##### 去mysql配置文件中去看，可以发现 page\_size（Innodb\_page\_size）的值是16384，也就是16kb，是操作系统页的4倍，这是一个经验值，操作系统一页的大小一般是4kb #####

### 16、操作系统的局部性原理是什么？ ###

##### 比如你现在要去0x22这里取20B的数据，操作系统直接在这周围取1kb的，你下次如果是取这周围的数据（很大可能），我就可以直接在内存中取了，不用访问数据库了 #####

### 17、mysql使用b+树的时候，为什么只在叶子节点存data，而不在非叶子节点也存上data？ ###

##### 因为节点的大小固定的，比如16kb，那么每个节点里面存的元素的大小要越小越好，所以只在叶子节点处存data #####

### 18、innodb的数据和索引存在一起的好处是什么？ ###

##### 找索引的时候直接可以找到数据，省了一次磁盘io，不必根据索引再去磁盘io里面找数据 #####

### 19、innodb表中你没有写主键，为什么也可以用？ ###

##### 因为innodb的索引和数据存在一起，所以你就算没写主键，没有索引，innodb也会主动给你建一个的 #####

### 20、mysql中b+树的节点的大小是固定的16kb，为什么mysql的设计人员会选择这个经验值？ ###

##### 二层b+树：找2次：存18724条数据 #####

##### 三层b+树：找3次：存21907748：2200W条数据 #####

### 21、mysql中高度为2的b+树，可以存多少条数据? ###

##### 叶子节点个数\*16条=1170\*16=18724条数据 #####

##### 一个叶子节点存16条数据：假设1条数据=1kb，叶子节点只存了数据，一个叶子节点里面可以存 16kb/1kb=16条数据 #####

##### 非叶子节点存1170个叶子节点：非叶子节点存了索引指针对：索引（bigint：8b）+指针（6b），所以可以存的对数为 16KB/14b=1170对 #####

### 22、mysql中高度为3的b+树，可以存多少条数据？ ###

##### 叶子节点个数\*叶子节点个数\*16条=1170\*1170\*16=21907748：2200W条数据 #####

##### 一个叶子节点存16条数据：假设1条数据=1kb，叶子节点只存了数据，一个叶子节点里面可以存 16kb/1kb=16条数据 #####

##### 非叶子节点存1170个叶子节点：非叶子节点存了索引指针对：索引（bigint：8b）+指针（6b），所以可以存的对数为 16KB/14b=1170对 #####

### 23、如果有索引，mysql的2W条数据和2000W条数据的性能如何？ ###

##### 差不多，都是高度为3的b+树 #####

### 24、mysql中的联合索引怎么存？ ###

##### 将联合索引字段对应的数据连接起来合成一个整体，比如10110\_teacher\_30（字符串），然后以单索引的b+树那么存 #####

### 25、判断mysql中的索引用到没用到的实质是什么？ ###

##### 如果索引表限定了查询范围，就是用到了索引，比如要找到位1\_23\_aa，我发现索引b+树的根节点为3-23-bb，那我就只用去左子树里面去找了，这就是用到了索引 #####

### 26、如何判断联合索引是否被用到了？ ###

##### 判断用到了联合索引字段的前面的字段：因为联合索引是将联合索引字段对应的数据连接起来合成一个整体，比如10110\_teacher\_30（字符串），然后以单索引的b+树那么存，而字符串比较又是从字符串的前头开始比较起的，所以如果判断用到了联合索引字段的前面的字段，就用到了索引 #####

### 27、mysql如果我找数据有两个索引，那么我用哪个？ ###

##### mysql的查询优化器会预估判断你哪个索引花费小，就用哪个 #####

### 28、mysql中explain select \* from user where name is null用到索引了么？ ###

##### 用到了索引，mysql会把null存到索引的b+树里面去，所以用到了索引 #####

### 29、数据结构可视化网站？ ###

##### https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/Algorithms.html #####

### 30、mysql进阶学习怎么学？ ###

##### 索引的原理与 使用 #####

##### EXPLAIN 和 查询优化器的使用 #####

##### MYSQL 锁机制 #####

##### MYSQL 事务机制 #####

## 二、内容在总结中 ##