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索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构#xff0c;主要是用来提高数据检索的效率#xff0c;降低数据库的IO成本#xff0c;同时通过索引列对数据进行排序#xff0c;降低数据排序的成本#xff0c;也能降低了CPU的消耗。 通俗来说, 索引就相当于一本书的目录,…基本介绍
索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构主要是用来提高数据检索的效率降低数据库的IO成本同时通过索引列对数据进行排序降低数据排序的成本也能降低了CPU的消耗。 通俗来说, 索引就相当于一本书的目录, 可以根据页码快速查找到指定的内容, 目的就是加快数据库的查询速度但这也就意味着书中如果要增加一个章节修改目录是比较麻烦的使用索引适用于经常查询很少修改的业务 在 MySQL 中通常有以下两种方式访问数据库表的行数据
1) 顺序访问
顺序访问是在表中实行全表扫描从头到尾逐行遍历直到在无序的行数据中找到符合条件的目标数据。顺序访问实现比较简单但是当表中有大量数据的时候效率非常低下。例如在几千万条数据中查找少量的数据时使用顺序访问方式将会遍历所有的数据花费大量的时间显然会影响数据库的处理性能。
2) 索引访问
索引访问是通过遍历索引来直接访问表中记录行的方式。使用这种方式的前提是对表建立一个索引在列上创建了索引之后查找数据时可以直接根据该列上的索引找到对应记录行的位置从而快捷地查找到数据。索引存储了指定列数据值的指针根据指定的排序顺序对这些指针排序。 注意: 建立索引后, 查询速度不一定会变快例如, 你在teacher表中建立了关于id的索引, 如果你按照name查询, 那么查询速度也不会变快查询得用到你建立的索引 优缺点
优点 创建索引可以大幅提高系统性能帮助用户提高查询的速度可以加速表与表之间的链接降低查询中分组和排序的时间。
缺点
索引的存储需要占用磁盘空间当数据的量非常巨大时索引的创建和维护所耗费的时间也是相当大的当每次执行create、update、delete操作时索引也需要动态维护降低了数据的维护速度。 空间换时间 索引的底层数据结构
B树
B树树就是B-树它是一种平衡的多叉树不是B减树而是B杠树中文通常称为B树英语称为B-tree。 人们可能会以为B-树是一种树而B树又是一种一种树。而事实上是B-tree就是指的B树。 B 树的结构如下图所示 B树的主要特点有:
B树的节点中存储着多个元素, 每个内节点有多个分叉.在所有的节点中都存储数据父节点当中的元素不会出现在子节点中.所有的叶子节点都位于同一层, 叶子节点具有相同的深度, 叶子节点之间没有指针连接.
上面那张图所表示的 B 树就是一棵 3 阶的 B 树。我们可以看下磁盘块 2里面的关键字为812它 有 3 个孩子 (35)(910) 和 (1315)你能看到 (35) 小于 8(910) 在 8 和 12 之间而 (1315)大于 12刚好符合刚才我们给出的特征。 然后我们来看下如何用 B 树进行查找。假设我们想要 查找的关键字是 9 那么步骤可以分为以下几步
我们与根节点的关键字 (1735进行比较9 小于 17 那么得到指针 P1按照指针 P1 找到磁盘块 2关键字为812因为 9 在 8 和 12 之间所以我们得到指针 P2按照指针 P2 找到磁盘块 6关键字为910然后我们找到了关键字 9。 B 树相比于平衡二叉树来说磁盘 I/O 操作要少 在数据查询中比平衡二叉树效率要高。所以 只要树的高度足够低IO次数足够少就可以提高查询性能 。 B树 B树是B树的改造版, 他与B树的不同点有:
所有的data在叶子节点出现, 内部节点不再存储data, 只存储key叶子节点之间使用双向指针连接, 最底层的叶子节点形成了一个双向有序链表, 方便进行范围查询. B树的查找与B树不同当索引部分某个节点的关键字与所查的关键字相等时并不停止查找应继续沿着这个关键字左边的指针向下一直查到该关键字所在的叶子节点为止。 B树可以保证精确查询和范围查询的快速查找MySQL的innodb存储引擎底层就是B树. 为什么InnoDB选择B树而不是B树: 1、B树的磁盘读取代价低 B树每个节点都有dataB树只有叶子节才有假设每个节点大小16KB那么B树比B树能存储更多的关键字一次性读入内存的关键字的内存也会更多B树的高度也会比B树低,磁盘IO次数会更少。 2、B树对范围查询更友好方便遍历B树叶子节点没有链接而B树叶子节点通过双向指针链接可以很方便的进行范围查询比如where条件中 age 3 and age 20那么当找到3时就可以顺着指针找到20,而B树是不可以的。 3、B树查询效率稳定性更好 在B树中由于分支节点并不是最终指向文件内容的节点分支节点只是叶子节点的索引所以对于任意关键字的查找都必须从根节点走到分支节点所有关键字查询路径长度相同每个数据查询效率相当。而对于B树而言其分支节点上也保存有数据对于每一个数据的查询所走的路径长度是不一样的效率也不一样B树稳定性不如B树好
