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mysql数据库索引结构体

发布时间: 2023-02-13 23:48:55

❶ mysql索引

在mysql中,索引是一种特殊的数据库结构,由数据表中的一列或多列组合而成,可以用来快速查询数据表中有某一特定值的记录。

通过索引,查询数据时不用读完记录的所有信息,而只是查询索引列即可。

通过索引,查询数据时不用读完记录的所有信息,而只是查询索引列。否则,数据库系统将读取每条记录的所有信息进行匹配。

可以把索引比作新华字典的音序表。例如,要查“库”字,如果不使用音序,就需要从字典的 400 页中逐页来找。但是,如果提取拼音出来,构成音序表,就只需要从 10 多页的音序表中直接查找。这样就可以大大节省时间。

因此,使用索引可以很大程度上提高数据库的查询速度,还有效的提高了数据库系统的性能。

索引的优缺点

索引有其明显的优势,也有其不可避免的缺点。

优点

索引的优点如下:

1、通过创建唯一索引可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。

2、可以给所有的 MySQL 列类型设置索引。

3、可以大大加快数据的查询速度,这是使用索引最主要的原因。

4、在实现数据的参考完整性方面可以加速表与表之间的连接。

5、在使用分组和排序子句进行数据查询时也可以显着减少查询中分组和排序的时间

缺点

增加索引也有许多不利的方面,主要如下:

1、创建和维护索引组要耗费时间,并且随着数据量的增加所耗费的时间也会增加。

2、索引需要占磁盘空间,除了数据表占数据空间以外,每一个索引还要占一定的物理空间。如果有大量的索引,索引文件可能比数据文件更快达到最大文件尺寸。

3、当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候,索引也要动态维护,这样就降低了数据的维护速度。

使用索引时,需要综合考虑索引的优点和缺点。

❷ mysql的索引用的什么数据结构

谈到索引,大家并不陌生。索引本身是一种数据结构,存在的目的主要是为了缩短数据检索的时间,最大程度减少磁盘 IO。
任何有数据的场景几乎都有索引,比如手机通讯录、文件系统(ext4\xfs\ntfs)、数据库系统(MySQL\Oracle)。数据库系统和文件系统一般都采用 B+ 树来存储索引信息,B+ 树兼顾写和读的性能,最极端时检索复杂度为 O(logN),其中 N 指的是节点数量,logN 表示对磁盘 IO 扫描的总次数。
MySQL 支持的索引结构有四种:B+ 树,R 树,HASH,FULLTEXT。

❸ mysql索引采用什么数据结构

文就是对这两种数据结构做简单的介绍。
1. B-Tree
B-Tree不是“B减树”,而是“B树”。
这里参考了严蔚敏《数据结构》对B-Tree的定义:
一棵m阶的B-Tree,或者为空树,或者满足下列特性:
1.树中每个结点至多有m棵子树;
2.若根结点不是叶子结点,则至少有两棵子树;
3.除根节点之外的所有非终端结点至少有[m/2]棵子树;
4.所有非终端结点中包含下列信息数据:
(n,A0,K1,A1,K2,A2……Kn,An)
其中,n为关键字的数目,K(i)为关键字,且K(i) < K(i+1), Ai为指向子树根结点的指针,且指针A(i-1)所指子树中所有结点的关键字均小于Ki,Ai所指子树中所有结点的关键字均大于Ki;
5.所有叶子结点都出现在同一层次上;
下面通过一个例子解释一下B-Tree的查找过程。

这是一棵4阶的B-Tree,深度为4。
假如在该图中查找关键字47,首先从根结点开始,根据根结点指针t找到*a结点,因为47大于 *a 结点的关键字35,所以会去A1指针指向的 *c结点继续寻找,因为 *c的关键字 43 < 要查找的47 < *c结点的关键字78,所以去 *c结点A1指针指向的 *g结点去寻找,结果在 *g结点中找到了关键字47,查找成功。
2. B+Tree
不同的存储引擎可能使用不同的数据结构存储,InnoDB使用的是B+Tree;那什么是B+Tree呢?
B+Tree是应文件系统所需而出的一种B-Tree的变型树,一棵m阶的B+树和m阶的B-树的差异在于:
1.有n棵子树的结点中含有n个关键字;
2.所有的叶子结点中包含了全部关键字的信息,及指向含这些关键字的记录的指针,且叶子结点本身依关键字的大小自小而大顺序链接;
3.所有的非终端结点可以看成是索引部分,结点中仅含有其子树(根结点)中的最大(或最小)关键字;
还是通过一个例子来说明。

这个例子中,所有非终端结点仅含有子树中最大的关键字。
因为叶子节点本身依据关键字的大小自小而大顺序链接,所以可以从最小关键字起顺序查找。也可以从根结点开始,进行随机查找。
在B+树中随机差找和在B-树中类似,以上图为例。假设要查找关键字51,现在根节点中比较,发现51<59,因为这里使用的是非终端结点的关键字是子树中最大的关键字,所以进入最大值为59的子结点(15\44\59)中查找,同理,因为44<51<59,所以进入P3指向的结点(51\59)中查找,然后命中关键字51,因为此结点(51\59)是叶子结点,所以查找终止,该结点包含指向数据的指针。

3.索引如何在B+Tree中组织数据存储
假设有如下表:

对于表中的每一行数据,索引中包含了last_name、first_name和dob列的值,下图展示索引是如何组织数据存储的:

索引对多个值进行排序的依据是定义索引时列的顺序。
(Allen Cuba 1960-01-01)结点左侧的指针指向[?,Allen Cuba 1960-01-01)的叶子页,(Allen Cuba 1960-01-01)和(Astaire,Angelina,1980-03-04)之间的指针指向[Allen Cuba 1960-01-01,Astaire Angelina 1980-03-04)的叶子页,以此类推。总之,每个指针指向的结点中的最小值就是该指针左侧的的值。
这种存储结构也说明了在定义多个列组成的多列索引中,为什么需要把重复率最低的列放到最左侧,因为这会减少比较的次数,查找起来更加高效。
4.索引为什么选用B树这种数据结构?
因为使用B树查找时,所用的磁盘IO操作次数比平衡二叉树更少,效率也更高。
为什么使用B树查找所用的磁盘IO操作次数比平衡二叉树更少?
大规模数据存储中,树节点存储的元素数量是有限的(如果元素数量非常多的话,查找就退化成节点内部的线性查找了),这样导致二叉查找树结构由于树的高度过大而造成磁盘I/O读写过于频繁,进而导致查询效率低下。那么我们就需要减少树的高度以提高查找效率。而平衡多路查找树结构B树就满足这样的要求。B树的各种操作能使B树保持较低的高度,从而达到有效减少磁盘IO操作次数。

❹ 索引数据结构都有哪些 分别有什么区别呢 一般都采用什么结构的呢

全文索引、聚集索引、哈希索引、b+树索引等

B+树的简单定义:B+树是为磁盘或其他存储设备设计的一种平衡查找树。B+树中所有记录都是按键值大小顺序存放在叶子节点上,各叶子节点通过指针进行连接。

哈希索引(Hash indexes)采用哈希表来对键值进行查找,时间复杂度为O(1)。

使用哈希索引时对于键值的等值查询是非常快的,但是其他类型的查询如范围查询、模糊查询、排序等是不能使用哈希索引的。这是哈希索引使用比较少的主要原因。

聚集索引(Clustered Index)又称聚簇索引,其叶子节点存放记录。

每个InnoDB 表有一个特定的索引叫做聚集索引,存储行的数据。

如果你的表定义了主键那么主键就是聚集索引,如果没有定义主键,MySQL 会选择第一个非空唯一索引列作为聚集索引,如果表中也没有唯一索引,InnoDB会生成一个类似RowId的隐藏的聚集索引。

全文索引查找条件使用 MATCH AGAINST。

全文索引(Full-text search indexes)使用倒排索引(inverted index)实现。倒排索引会记录文本中的每个关键字出现在文档中的位置。

❺ mysql索引使用的是Btree还是B+tree为什么

结合MySQL中Innodb存储引擎索引结构来看的话……
教科书上的B+Tree是一个简化了的,方便于研究和教学的B+Tree。然而在数据库实现时,为了更好的性能或者降低实现的难度,都会在细节上进行一定的变化。下面以InnoDB为例,来说说这些变化。
04 - Sparse Index中的数据指针
在“由浅入深理解InnoDB索引的实现(1)”中提到,Sparse Index中的每个键值都有一个指针指向所在的数据页。这样每个B+Tree都有指针指向数据页。
如果数据页进行了拆分或合并操作,那么所有的B+Tree都需要修改相应的页指针。特别是Secondary B+Tree(辅助索引对应的B+Tree), 要对很多个不连续的页进行修改。同时也需要对这些页加锁,这会降低并发性。为了降低难度和增加更新(分裂和合并B+Tree节点)的性能,InnoDB 将 Secondary B+Tree中的指针替换成了主键的键值。
这样就去除了Secondary B+Tree对数据页的依赖,而数据就变成了Clustered B+Tree(簇索引对应的B+Tree)独占的了。对数据页的拆分及合并操作,仅影响Clustered B+Tree. 因此InnoDB的数据文件中存储的实际上就是多个孤立B+Tree。
一个有趣的问题: 当用户显式的把主键定义到了二级索引中时,还需要额外的主键来做二级索引的数据吗(即存储2份主键)? 很显然是不需要的。InnoDB在创建二级索引的时候,会判断主键的字段是否已经被包含在了要创建的索引中.
接下来看一下数据操作在B+Tree上的基本实现。
- 用主键查询
直接在Clustered B+Tree上查询。
- 用辅助索引查询
A. 在Secondary B+Tree上查询到主键。
B. 用主键在Clustered B+Tree上查询到数据。
可以看出,在使用主键值替换页指针后,辅助索引的查询效率降低了。
A. 如果能用主键查询,尽量使用主键来查询数据。
B. 但是由于Clustered B+Tree包含了完整的数据,遍历的效率比 Secondary B+Tree的效率低。如果遍历操作不涉及到二级索引和主键以外的数据,则尽量使用二级索引进行遍历。

- INSERT
A. 在Clustered B+Tree上插入一条记录
B. 在所有其他Secondary B+Tree上插入一条记录(仅包含索引字段和主键)
- DELETE
A. 在Clustered B+Tree上删除一条记录。
B. 在所有Secondary B+Tree上删除二级索引的记录。
- UPDATE 非键列
A. 在Clustered B+Tree上更新数据。
- UPDATE 主键列
A. 在Clustered B+Tree删除原有的记录(只是标记为DELETED,并不真正删除)。
B. 在Clustered B+Tree插入一条新的记录。
C. 在每一个Secondary B+Tree上删除原有的记录。(有疑问,看下一节。)
D. 在每一个Secondary B+Tree上插入一个条新的记录。
- UPDATE 辅助索引的键值
A. 在Clustered B+Tree上更新数据。
B. 在每一个Secondary B+Tree上删除原有的记录。
C. 在每一个Secondary B+Tree上插入一条新的记录。
更新键列时,需要更新多个页,效率比较低。
A. 尽量不用对主键列进行UPDATE操作。
B. 更新很多时,尽量少建索引。
05 – 非唯一键索引
教科书上的B+Tree操作,通常都假设”键值是唯一的“。但是在实际的应用中Secondary Index是允许键值重复的。在极端的情况下,所有的键值都一样,该如何来处理呢?InnoDB 的 Secondary B+Tree中,主键也是此二级键的一部分。 Secondary Key = 用户定义的KEY + 主键。
注意主键不仅做为数据出现在叶子节点,同时也作为键的一部分出现非叶子节点。对于非唯一键来说,因为主键是唯一的,Secondary Key也是唯一的。当然,在插入数据时,还是会根据用户定义的Key,来判断唯一性。按理说,如果辅助索引是唯一的(并且所有字段不能为空),就不需要这样做。可是,InnoDB对所有的Secondary B+Tree都这样创建。
还没弄明白有什么特殊的用途?有知道的朋友可以帮忙解答一下。
也许是为了降低代码的复杂性,这是我想到的唯一理由。
弄清楚了,即便是非空唯一键,在二级索引的B+Tree中也可能重复,因此必须要将主键加入到非叶子节点。
06 – <Key, Pointer>对

标准的B+Tree的每个节点有K个键值和K+1个指针,指向K+1个子节点。
而在“由浅入深理解索引的实现(1)”中图. 9的B+Tree上,每个节点有K个键值和K个指针。InnoDB的B+Tree也是如此。
这样做的好处在于,键值和指针一一对应。我们可以将一个<Key,Pointer>对看作一条记录。这样就可以用数据块的存储格式来存储索引块。因为不需要为索引块定义单独的存储格式,就降低了实现的难度。
- 插入最小值
当考虑在变形后的B+Tree上进行INSERT操作时,发现了一个有趣的问题。如果插入的数据的健值比B+Tree的最小键值小时,就无法定位到一个适当的数据块上去(<Key,Pointer>中的Key代表了子节点上的键值是>=Key的)。例如,在图.5的B+Tree中插入键值为0的数据时,无法定位到任何节点。在标准的B+Tree上,这样的键值会被定位到最左侧的节点上去。这个做法,对于图.5中的B+Tree也是合理的。Innodb的做法是,将每一层(叶子层除外)的最左侧节点的第一条记录标记为最小记录(MIN_REC).在进行定位操作时,任何键值都比标记为MIN_REC的键值大。因此0会被插入到最左侧的记录节点上。

07 – 顺序插入数据
标准的B-Tree分裂时,将一半的键值和数据移动到新的节点上去。原有节点和新节点都保留一半的空间,用于以后的插入操作。当按照键值的顺序插入数据时,左侧的节点不可能再有新的数据插入。因此,会浪费约一半的存储空间。
解决这个问题的基本思路是:分裂顺序插入的B-Tree时,将原有的数据都保留在原有的节点上。创建一个新的节点,用来存储新的数据。顺序插入时的分裂过程.
以上是以B-Tree为例,B+Tree的分裂过程类似。InnoDB的实现以这个思路为基础,不过要复杂一些。因为顺序插入是有方向性的,可能是从小到大,也可能是从大到小的插入数据。所以要区分不同的情况。如果要了解细节,可参考以下函数的代码。

btr_page_split_and_insert();
btr_page_get_split_rec_to_right();
btr_page_get_split_rec_to_right();
InnoDB的代码太复杂了,有时候也不敢肯定自己的理解是对的。因此写了一个小脚本,来打印InnoDB数据文件中B+Tree。这样可以直观的来观察B+Tree的结构,验证自己的理解是否正确。

❻ mysql采用哪些索引,B树索引解释下

事实上,在MySQL数据库中,诸多存储引擎使用的是B+树,即便其名字看上去是BTREE。

4.1 innodb的索引机制

先以innodb存储引擎为例,说明innodb引擎是如何利用B+树建立索引的

首先创建一张表:zodiac,并插入一些数据

❼ Mysql空间索引

在涉及LBS的服务开发过程中,经常需要存储地理空间的位置并进行一定计算(附近商家等需求),本文主要介绍mysql对于LBS的支持。

Mysql的空间扩展主要提供一下几个方面的功能:

其中前两点对InnoDB,MyISAM,NDB,ARCHIVE等mysql存储引擎都支持,第三点只有对InnoDB和MyISAM的支持,由于InnoDB的支持行锁以及事务的特性,现在基本上已经是默认存储引擎了,所以本文以下内容都默认使用InnoDB。

创建空间列以及空间索引的语句如下:

Mysql的空间数据类型与OpenGIS的数据类型相对应。

Mysql的空间数据有不同表示格式,其中咱能看懂的也就第一种

因为上文提到了SRID,这里说下什么是SRID,SR是指Spatial Reference,也就是我们常说的空间参考系,mysql支持卡迪尔坐标系和地理坐标系,其中地理坐标系又有好多种,下面说几种常用的空间参考系

Mysql的所有空间坐标系都存在表 mysql.st_spatial_reference_system 中,这个表是隐藏的,看不见的,但是你可以通过 infomation_shcema.st_spatial_reference_system 中查看参考系的信息,这个表就是 mysql.st_spatial_reference_system 的一个视图的实现。

mysql的空间索引的数据结构是R树,R树实际上就是多维的B树,B树的数据结构在我的另一篇博客中有介绍,这里就不展开了,说几点在应用的时候需要注意的。

最后转一篇博文 https://visonforcoding.github.io/di-li-wei--geochu-li--mysql-geo-suo-yin.html

❽ 《mysql索引背后的数据结构及算法原理》pdf下载在线阅读全文,求百度网盘云资源

《mysql索引背后的数据结构及算法原理》网络网盘pdf最新全集下载:
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?pwd=fraj 提取码: fraj
简介:本文以MySQL数据库为研究对象,讨论与数据库索引相关的一些话题。特别需要说明的是,MySQL支持诸多存储引擎,而各种存储引擎对索引的支持也各不相同,因此MySQL数据库支持多种索引类型,如BTree索引,哈希索引,全文索引等等。为了避免混乱,本文将只关注于BTree索引,因为这是平常使用MySQL时主要打交道的索引,至于哈希索引和全文索引本文暂不讨论。

❾ mysql 索引结构是btree还是b+tree

第一部分主要从数据结构及算法理论层面讨论MySQL数据库索引的数理基础。
第二部分结合MySQL数据库中MyISAM和InnoDB数据存储引擎中索引的架构实现讨论聚集索引、非聚集索引及覆盖索引等话题。
第三部分根据上面的理论基础,讨论MySQL中高性能使用索引的策略。