MySQL索引专题一 认识索引

关于这个专题

想写MySQL的索引专题是源于以前本身在学习MySQL索引时痛苦的经历，你在网上搜索关于MySQL的索引的文章，大可能是支离破碎，没有系统性的对知识点的罗列堆砌，文章中会说明你要如何如何作，可是不多涉及去讲为何要这么作，哪些不能作，很难对MySQL有一个系统性的认知，学习若是没有系统性的话，就很难在实际的项目中灵活运用，出于此目的，本身就打算写一个关于MySQL索引的专题系列，算是本身一个学习的总结，若是同时能帮到你那再好不过了。下面进入正题，咱们先来了解一下什么是索引以及索引的类型。

认识索引

认识索引是什么东西很是关键，一个很是恰当的比喻就是书的目录页与书的正文内容之间的关系，为了方便查找书中的内容，经过对内容创建索引造成目录。所以，首先你要明白的一点就是，索引它也是一个文件，它是要占据物理空间的。

好比对于MyISAM存储引擎来讲:
.frm后缀的文件存储的是表结构。
.myd后缀的文件存储的是表数据。
.myi后缀的文件存储的就是索引文件。
以下图所示:

对于InnoDB 存储引擎来讲:
.frm后缀的文件存储的是表结构。
.ibd后缀的文件存放索引文件和数据(须要开启innodb_file_per_table 参数)

以下图所示:

所以，当你对一张表创建索引时，索引文件的大小也会改变，当你数据表中的数据由于增删改变化时，索引文件也会变化的，只不过MySQL会自动维护索引，这个过程不须要你介入，这也是为何不恰当的索引会影响MySQL性能的缘由。

总结:
1. 索引是按照特定的数据结构把数据表中的数据放在索引文件中，以便于快速查找；
2. 索引存在于磁盘中，会占据物理空间。

索引的类型

上面说到，索引文件时按照不一样的数据结构来存储的，数据结构的不一样也产生了不一样的索引类型，常见的索引类型包括:

1. B-Tree索引

2. 哈希索引

3. 空间数据索引(R-Tree)

4. 全文索引
   下面作一一介绍:

1. B-Tree索引

B-Tree索引是最经常使用的一种索引，若是没有指定特定的类型，那么多半就是B-Tree索引，事实上，不少搜索引擎使用的是它的变种B+Tree，这是对B-Tree的一个优化，若是须要详细了解，能够参考数据结构方面的书籍，这里不作详细探讨。如下统称为B-Tree索引。
绝大多数的存储引擎，好比MyISAM和InnoDB都支持这种索引，所以说它是应用最普遍，最经常使用的一种索引方式，可是不一样的存储引擎在具体实现时会稍有不一样，好比MyISAM会使用前缀压缩的方式对索引进行压缩，InnoDB则不会。
下图展现了B-Tree索引是如何存储被索引的数据的:

说明:

1. 左图是一个包含三列的数据表，右图则展现了数据是如何被索引的。

2. 能够看出B-Tree是对索引列是按照顺序存储的，每一个叶子节点指向被索引的数据，这也是B-Tree索引支持范围查找数据的缘由。

2. 哈希索引

相比于B-Tree索引，哈希索引的实现就比较简单了，它是基于哈希表来实现的，对于要索引的列，存储引擎会计算出一一对应的哈希码，而后把哈希码存放在哈希表中做为key，value值是指向该行数据的指针。
下图是简单的原理展现:

说明:

1. 左边紫色图表示一个二列的数据表。

2. 中间表示对fname列进行哈希索引，计算出哈希值。

3. 右边绿色图表示把生成的哈希值存放于哈希表中。

当咱们执行如下查询时:

select * from testTable where fname = "mary";

MySQL会首先计算查询条件mary的哈希值，而后到哈希表中去找该哈希值，若是找到了根据对应的指针也就找到了须要寻找的数据行。

哈希表的优点与限制:

• 优点:

  1. 只需比对哈希值，所以速度很是快，性能优点明显；

• 限制:

  1. 不支持任何范围查询，好比where price > 150，由于是基于哈希计算，支持等值比较。

  2. 哈希表是无序存储的，所以索引数据没法用于排序。

  3. 主流存储引擎不支持该类型，好比MyISAM和InnoDB。哈希索引只有Memory, NDB两种引擎支持。

所以，哈希索引虽然速度快，但其实使用很受限，只适用于某些特殊的场合。

3. 空间数据索引(R-Tree)

空间索引可用于地理数据存储，它须要GIS相关函数的支持，因为MySQL的GIS支持并不完善，因此该索引方式在MySQL中不多有人使用。

4. 全文索引

全文索引主要用于海量数据的搜索，好比淘宝或者京东对商品的搜索，你不可能使用like进行模糊匹配吧，MySQL从5.6开始支持InnoDB引擎的全文索引，功能没有专业的搜索引擎好比Sphinx或Solr丰富，若是你的需求比较简单，能够尝试一下MySQL的全文索引，不然建议使用专业的搜索引擎。

总结:
1. B-Tree索引使用最普遍，主流引擎都支持。
2. 哈希索引性能高，适用于特殊场合。
3. R-Tree不经常使用。
4. 全文索引适用于海量数据的关键字模糊搜索。

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索引和存储引擎之间的关系

上面讲述了索引有不一样的类型，存储引擎也有不一样的类型，那么索引和存储引擎之间有什么关系呢？
首先你须要知道，在MySQL中，索引是在存储引擎中实现的，并非全部的存储引擎都支持全部的索引类型，好比哈希索引，MyISAM和InnoDB是不支持的；一样，即便对于同一类型的索引，不一样的存储引擎实现的方式也多是不一样的，好比MyISAM和InnoDB对B-Tree索引，具体的实现是有差异的。

总结:
1. 不一样的存储引擎可能支持不一样的索引类型；
2. 不一样的存储引擎对同一中索引类型可能有不一样的实现方式。

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B-Tree索引与惟一索引，主键索引，普通索引的关系

最开始对B-Tree索引与惟一索引，主键索引，普通索引这几种索引的关系很模糊，网上也没搜索到相关的资料，觉得他们的关系是并列的，其实并非，B-Tree只是底层的算法实现，惟一索引，主键索引，普通索引都是基于B-Tree索引算法的，只不过又有各自的特色。
经过下图也可看出这种关系:

至于惟一索引，主键索引，普通索引之间的区别，下面补充一下:

• 主键索引:数据列不容许重复，不容许为NULL.一个表只能有一个主键。

• 惟一索引:数据列不容许重复，容许为NULL值，一个表容许多个列建立惟一索引。

• 普通索引:基本的索引类型，没有惟一性的限制，容许为NULL值。

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总结:

这篇文章先说到这里，目的主要是对MySQL的索引有个概念上的认识，以及了解索引的类型，索引和存储引擎之间的关系，本专题会继续更新，继续对MySQL索引知识逐渐展开，若是你感兴趣的话能够关注该专栏，以及顺便动动手指关注一下我(^_^),但愿本文对你有所帮助。