汇集索引、辅助索引、覆盖索引、联合索引

《MySQL技术内幕 InnoDB存储引擎》学习笔记

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汇集索引（Clustered Index）

汇集索引就是按照每张表的主键构造一棵B+树，同时叶子节点中存放的即为整张表的行记录数据。

举个例子，直观感觉下汇集索引。

建立表t，并以人为的方式让每一个页只能存放两个行记录（不清楚怎么人为控制每页只存放两个行记录）：

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最后《MySQL技术内幕》的做者经过分析工具获得这棵汇集索引树的大体构造以下：

汇集索引的叶子节点称为数据页，每一个数据页经过一个双向链表来进行连接，并且数据页按照主键的顺序进行排列。

如图所示，每一个数据页上存放的是完整的行记录，而在非数据页的索引页中，存放的仅仅是键值及指向数据页的偏移量，而不是一个完整的行记录。

若是定义了主键，InnoDB会自动使用主键来建立汇集索引。若是没有定义主键，InnoDB会选择一个惟一的非空索引代替主键。若是没有惟一的非空索引，InnoDB会隐式定义一个主键来做为汇集索引。

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辅助索引(Secondary Index)

辅助索引，也叫非汇集索引。和汇集索引相比，叶子节点中并不包含行记录的所有数据。叶子节点除了包含键值之外，每一个叶子节点的索引行还包含了一个书签（bookmark），该书签用来告诉InnoDB哪里能够找到与索引相对应的行数据。

仍是以《MySQL技术内幕》中的例子，来直观感觉下辅助索引的模样。

仍是以上面的表t为例，在列c上建立非汇集索引：

而后做者经过分析工做获得辅助索引和汇集索引的关系图：

能够看到辅助索引idx_c的叶子节点中包含了列c的值和主键的值。

以Key为7fffffff为例，7是0111,0表明负数，真实的值应该取反加1，是-1，这是列c的值。Pointer是80000001,8是1000，1表明正数，因此80000001表明1，是主键的值。

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覆盖索引（Covering index）

InnoDB存储引擎支持覆盖索引，即从辅助索引中就能够获得查询的记录，而不须要查询汇集索引中的记录。

使用覆盖索引有啥好处？

• 能够减小大量的IO操做

上图中咱们知道，若是要查询辅助索引中不含有的字段，得先遍历辅助索引，再遍历汇集索引，而若是要查询的字段值在辅助索引上就有，就不用再查汇集索引了，这显然会减小IO操做。

好比上图中，如下sql能够直接使用辅助索引，

select a from where c = -2;

• 有助于统计

  假设存在以下表：

CREATE TABLE `student` ( `id` bigint(20) NOT NULL, `name` varchar(255) NOT NULL, `age` varchar(255) NOT NULL, `school` varchar(255) NOT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_name` (`name`), KEY `idx_school_age` (`school`,`age`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

若是在该表上执行：

select count(*) from student

优化器会怎么处理？

遍历汇集索引和辅助索引均可以统计出结果，但辅助索引要远小于汇集索引，因此优化器会选择辅助索引来统计。执行explain命令：

key和Extra显示使用了idx_name这个辅助索引。

还有，假设执行如下sql：

select * from student where age > 10 and age < 15

由于联合索引idx_school_age的字段顺序是先school再age，按照age作条件查询，一般不走索引：

可是，若是保持条件不变，查询全部字段改成查询条目数：

select count(*) from student where age > 10 and age < 15

优化器会选择这个联合索引：

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联合索引

联合索引是指对表上的多个列进行索引。

如下为建立联合索引idx_a_b的示例：

联合索引的内部结构：

联合索引也是一棵B+树，其键值数量大于等于2。键值都是排序的，经过叶子节点能够逻辑上顺序的读出全部数据。数据（1,1）（1,2）（2,1）（2,4）（3,1）（3,2）是按照（a，b）先比较a再比较b的顺序排列。

基于上面的结构，对于如下查询显然是可使用（a，b）这个联合索引的：

select * from table where a=xxx and b=xxx ;

select * from table where a=xxx;

可是对于下面的sql是不能使用这个联合索引的，由于叶子节点的b值，1,2,1,4,1,2显然不是排序的。

select * from table where b=xxx

联合索引的第二个好处是对第二个键值已经作了排序。举个例子：

create table buy_log( userid int not null, buy_date DATE )ENGINE=InnoDB;

insert into buy_log values(1, '2009-01-01');
insert into buy_log values(2, '2009-02-01');

alter table buy_log add key(userid);
alter table buy_log add key(userid, buy_date);

当执行

select * from buy_log where user_id = 2；

时，优化器会选择key(userid)；可是当执行如下sql：

select * from buy_log where user_id = 2 order by buy_date desc;

时，优化器会选择key(userid, buy_date)，由于buy_date是在userid排序的基础上作的排序。

若是把key（userid,buy_date）删除掉，再执行：

select * from buy_log where user_id = 2 order by buy_date desc;

优化器会选择key（userid），可是对查询出来的结果会进行一次filesort，即按照buy_date从新排下序。因此联合索引的好处在于能够避免filesort排序。