MySQL索引深入剖析-索引落地

清疚 2022-11-05 00:58 203阅读 0赞

## B+Tree 落地形式 ##

### MySQL 架构 ###

MySQL 是一个支持插件式存储引擎的数据库。在 MySQL 里面，每个表在创建的时候都可以指定它所使用的存储引擎 。

### MySQL 数据存储文件 ###

首先，MySQL 的数据都是文件的形式存放在磁盘中的，可以找到这个数据目录的地址。在 MySQL 中有这么一个参数，我们来看一下：

show VARIABLES LIKE 'datadir';

每个数据库有一个目录，我们新建了一个叫做 idaas的数据库，那么这里就有一个idaas的文件夹。

这个数据库里面我们又建了 5 张表：archive、innodb、memory、myisam、csv。  
进入 idaas的目录，发现这里面有一些跟我们创建的表名对应的文件。

在这里我们能看到，每张 InnoDB 的表有两个文件（.frm 和.ibd），MyISAM 的表有三个文件（.frm、.MYD、.MYI）。  
![在这里插入图片描述][20210303172829207.png_pic_center]  
有一个是相同的文件，.frm。 .frm 是 MySQL 里面表结构定义的文件，不管你建表的时候选用任何一个存储引擎都会生成。

主要看一下其他两个文件是怎么实现 MySQL 不同的存储引擎的索引的。

#### MyISAM ####

在 MyISAM 里面，另外有两个文件

一个是.MYD 文件，D 代表 Data，是 MyISAM 的数据文件，存放数据记录，比如我们的 user\_myisam 表的所有的表数据。  
一个是.MYI 文件，I 代表 Index，是 MyISAM 的索引文件，存放索引，比如我们在id 字段上面创建了一个主键索引，那么主键索引就是在这个索引文件里面。

也就是说，在 MyISAM 里面，索引和数据是两个独立的文件。  
那我们怎么根据索引找到数据呢？  
MyISAM 的 B+Tree 里面，叶子节点存储的是数据文件对应的磁盘地址。所以从索引文件.MYI 中找到键值后，会到数据文件.MYD 中获取相应的数据记录。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pdWdhbmcwOTIw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

这里是主键索引，如果是辅助索引，有什么不一样呢？

在 MyISAM 里面，辅助索引也在这个.MYI 文件里面。

辅助索引跟主键索引存储和检索数据的方式是没有任何区别的，一样是在索引文件里面找到磁盘地址，然后到数据文件里面获取数据。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pdWdhbmcwOTIw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

#### InnoDB ####

InnoDB 只有一个文件（.ibd 文件），那索引放在哪里呢？  
**在 InnoDB 里面，它是以主键为索引来组织数据的存储的，所以索引文件和数据文件是同一个文件，都在.ibd 文件里面。**  
在 InnoDB 的主键索引的叶子节点上，它直接存储了我们的数据。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pdWdhbmcwOTIw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
什么叫做聚集索引（聚簇索引）？

就是索引键值的逻辑顺序跟表数据行的物理存储顺序是一致的。（比如字典的目录是按拼音排序的，内容也是按拼音排序的，按拼音排序的这种目录就叫聚集索引）。

在 InnoDB 里面，它组织数据的方式叫做叫做（聚集）索引组织表（clustered indexorganize table），所以主键索引是聚集索引，非主键都是非聚集索引。

如果 InnoDB 里面主键是这样存储的，那主键之外的索引，比如我们在 name 字段上面建的普通索引，又是怎么存储和检索数据的呢？

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pdWdhbmcwOTIw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
InnoDB 中，主键索引和辅助索引是有一个主次之分的。

辅助索引存储的是辅助索引和主键值。如果使用辅助索引查询，会根据主键值在主键索引中查询，最终取得数据。  
比如我们用 name 索引查询 name= ‘青山’，它会在叶子节点找到主键值，也就是id=1，然后再到主键索引的叶子节点拿到数据。

为什么在辅助索引里面存储的是主键值而不是主键的磁盘地址呢？如果主键的数据类型比较大，是不是比存地址更消耗空间呢？  
我们前面说到 B Tree 是怎么实现一个节点存储多个关键字，还保持平衡的呢？  
\*\*是因为有分叉和合并的操作，这个时候键值的地址会发生变化，所以在辅助索引里面不能存储地址。 \*\*

另一个问题，如果一张表没有主键怎么办？

1、如果我们定义了主键(PRIMARY KEY)，那么 InnoDB 会选择主键作为聚集索引。

2、如果没有显式定义主键，则 InnoDB 会选择第一个不包含有 NULL 值的唯一索引作为主键索引。

3、如果也没有这样的唯一索引，则 InnoDB 会选择内置 6 字节长的 ROWID 作为隐藏的聚集索引，它会随着行记录的写入而主键递增。

select _rowid name from t2;

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L25pdWdhbmcwOTIw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

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