MySQL的BTree索引和Hash索引的异同

Bertha 。 2022-05-17 00:35 300阅读 0赞

# 1.Hash索引 #

Hash索引结构的特殊性，其检索效率非常高，索引的检索可以一次定位，不像BTree索引需要从根节点到枝节点，最后才能访问到叶节点这样多次的I/O访问，所以Hash索引的查询效率要远高于BTree索引。

可能很多人又有疑问了，既然Hash索引的效率要比BTree高很多，为什么大家不都用Hash索引而还要使用BTree索引呢？任何事物都是有两面性的，Hash索引也一样，虽然Hash索引效率高，但是Hash索引本身由于其特殊性也带了很多弊端和限制，主要有以下这些：

(1)Hash索引仅仅能满足"IN"，"="和"<=>"查询，你能使用范围查询。由于Hash索引比较的是进行Hash运算之后的Hash值，所以只能用于等值的过滤，不能用于基于范围的过滤，因为经过相应的Hash算法处理之后的Hash值的大小关系，并不能保证和Hash运算前完全一样。

(2)Hash索引无法被用来避免数据的排序操作。由于Hash索引中存放的是经过Hash计算之后的Hash值，而且Hash值的大小关系并不一定和Hash运算前的键值完全一样，所以数据库无法利用索引的数据来避免任何排序运算。

(3)Hash索引不能利用部分索引键查询。对于组合索引，Hash索引在计算Hash值的时候是组合索引键合并后再一起计算Hash值，而不是单独计算Hash值，索引通过组合索引的前面一个或几个索引键进行查询的时候，Hash索引也无法被利用。

(4)Hash索引在任何时候都不能避免表扫描。前面已经知道，Hash索引键是将索引键通过Hash运算之后，将Hash运算结果的Hash值和所对应的行指针信息存放于一个Hash表中，由于不同索引键存在相同Hash值，所以即使取满足某个Hash键值的数据的记录条数，也无法从Hash索引中直接完成查询，还是要通过访问表的实际数据进行相应的比较，并得到相应的结果。

(5)Hash索引遇到大量Hash值相等的情况后性能并不一定就会比BTree索引高。对于选择性比较低的索引键，如果创建Hash索引，那么将会存在大量记录指针信息与同一个Hash值相关联。这样要定位某一条记录时就会非常麻烦，会浪费多次表数据的访问，而造成性能低下。

# 2.BTree索引 #

BTree索引是MySQL数据库中使用最为频繁的索引类型，除了Archive存储引擎之外的其他存储引擎都支持BTree索引。不仅仅在MySQL中是如此，实际上在其他的很多数据库管理系统中BTree索引也同样是作为最主要的索引类型，这主要是因为BTree索引的存储结构在数据库的数据检索中有非常优异的表现。

一般来说，MySQL中的BTree索引的物理文件大多都是以Balance Tree的结构来存储的，也就是所有实际需要的数据都存放于Tree的Leaf Node，而且到任何一个Leaf Node的最短路径的长度都是完全相同的，可能各种数据库(或MySQL的各种存储引擎)在存放自己的BTree索引的时候会对存储结构稍作改造。如InnoDB存储引擎的BTree索引实际使用的存储结构是B+Tree，也就是在BTree数据结构基础上做了很小的改造，在每一个Leaf Node上面除了存放索引键的相关信息之外，还存放了指向与该Leaf Node相邻的后一个Leaf Node的指针信息，这主要是为了加快索引多个相邻Leaf Node的效率考虑。

在InnoDB存储引擎中，存在两种不同形式的索引，一种是Clustered形式的主键索引(Primary Key)，另外一种则是和其他存储引擎(如MyISAM存储引擎)存放形式基本相同的普通BTree索引，这种索引在InnoDB存储引擎中被称之为Secondary Index。下面我们通过图示来针对这两种索引的存放形式做一个比较。

> > ![20170329204035447][]

图中左边为Clustered形式存放的Primary Key，右侧则为普通的BTree索引。两种Root Node和Branch Nodes方面都还是完全一样的。而Leaf Nodes就出现差异了。在左边，Leaf Nodes存放的是表的实际数据，不仅仅包括主键字段的数据，还包括其他字段的数据并以主键值有序的排列。在右边，这和其他普通的BTree索引没有太大的差异，Leaf Nodes除了存放索引键的相关信息外，还存放了InnoDB的主键值。

所以，在InnoDB中如果通过主键来访问数据效率是非常高的，而如果是通过Secondary Index来访问数据的话，InnoDB首先查询Secondary Index的相关信息，通过相应的索引键检索到Leaf Nodes之后，需要再通过Leaf Nodes中存放的主键值再通过主键索引来获取相应的数据行。MyISAM存储引擎的主键索引和非主键索引差别很小，只不过是主键索引的索引键是一个唯一且非空的键而已。而且MyISAM存储引擎的索引和InnoDB的Secondary Index的存储结构也基本相同，主要的区别只是MyISAM存储引擎在Leaf Nodes上面除了存放索引键信息之外，再存放能直接定位到MyISAM数据文件中相应的数据行的信息(如Row Number)，但并不会存放主键的键值信息。

[20170329204035447]: /images/20220517/c5cab562ab9f4fc598f05f09398ac014.png

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