一、mysql索引是怎么实现的

MySQL索引有哪些实现方式

MySQL索引实现方式有：B+tree索引、Hash索引、Full-text索引。

我们最常用的是B+tree索引，主键索引（也叫聚簇索引）本身就是一个B+tree索引树，非叶子节点存储主键id，叶子节点为一整行数据，叶子节点之间通过双向链表连接支持范围扫描，一般加的少数索引，普通索引都是B+tree索引。

Hash索引只能在memory存储引擎下使用，这里不过多描述，优点是查询快，hash取模O(1)检索，缺点不支持范围查询，出现hash冲突性能会降低。

Full-text索引主要对varchar,text加索引，使用倒排索引的方式，与搜索引擎实现方式相似。

为什么使用B+tree索引

先说结论，主要因为磁盘读写速度远远低于内存速度，传统的机械硬盘大概慢一万倍，固态硬盘慢100倍，故减少磁盘I/O次数是提升索引性能的重点。

根据局部性原理和磁盘预读，Linux操作系统进行磁盘I/O时，一般顺序读写4KB到内存的Page Cache中，之后再在内存中找到对应的数据返回回去，Mysql的B+tree每个节点为16KB，我们可以把16kb当作磁盘IO的最小单元。

局部性原理表现为：时间局部性和空间局部性。时间局部性是指如果程序中的某条指令一旦执行，则不久之后该指令可能再次被执行；如果某数据被访问，则不久之后该数据可能再次被访问。空间局部性是指一旦程序访问了某个存储单元，则不久之后，其附近的存储单元也将被访问。

那么为什么选择B+tree作为索引呢，B+tree降低了磁盘IO次数吗？为什么不用红黑树或者hash索引呢。

红黑树每个节点容纳1个key，树的高度为O(log➋ N)，查询复杂度也是O(log➋ N)，1000000条数据，树的高度为1000，最差需要扫描1000次才能查询到对应数据。

B+tree每个节点容纳M个key，树的高度为O(logm N)，m越大，树高度越低，按照mysql一个page节点存储16kb来算，一个bigint主键是8个字节，一个节点可以容纳大概1000个主键（每个节点还存储了其他隐藏信息帮助节点内部检索），m就是1000，一千万条数据，树的高度大概是3层，只需要3次磁盘I/O加上几百次内存遍历查找，就可以快速定位到数据，这对查询性能的提升的巨大的，如果没有索引而进行全表扫描的话，大概需要上万次磁盘I/O。

故基于局部性原理和磁盘预读，B+tree适合在磁盘文件系统中做检索，红黑树更适合在内存中检索（比如java的hashmap，网络epoll的连接节点存储）。

为什么推荐使用自增ID作为主键呢，B+tree的构建过程是通过分裂和合并保持树的稳定的，如上图，若不是顺序插入的，树会进行频繁的分裂，导致额外的磁盘IO和CPU使用，可以使用此网站数据结构构建过程手动测试下。

另外mysql的除主键外的普通索引的叶子节点都是id，故id越小普通索引的占用磁盘空间越小，故推荐使用int或bigint来做主键（下文详细讲）。

延伸阅读：

二、索引分类

索引按照索引列是否是主键，分为主键索引和辅助索引（除主键列索引外，其他列的索引都是辅助索引）

辅助索引又可分为少数索引，普通索引，全文索引

主键索引：即主索引，根据主键建立索引，不允许重复，不允许空值；

少数索引：用来建立索引的列的值必须是少数的，允许空值；

普通索引：用表中的普通列构建的索引，没有任何限制；

全文索引：用大文本对象的列构建的索引，在MySQL5.6以下，只有MyISAM表支持全文检索。在MySQL5.6以上Innodb引擎表也提供支持全文检索。

上一篇

MySQL怎么建数据仓库?

下一篇

分布式存储里的文件存储和数据库存储有什么区别?