mysql索引數據結構詳解---mysql詳解（一）

磁盤存取原理

mysql的數據最終是在磁盤的，讀取數據也是從磁盤讀取。
那麼就有必要知道磁盤的工作原理。
如圖所示磁盤的結構圖。
磁盤是逆時針旋轉的，而磁頭只能左右移動。磁頭通過左右移動來劃定磁道，從磁道中獲取數據，數據存儲在各個磁道的扇區中。

如果一個數據表中的數據，存儲在不同的磁道中，那麼就需要多次尋道，耗時就會長。

數據結構

非常直觀，很好用。
數據結構動態演示網站
mysql爲什麼採取BTREE、HASH的數據結構？而沒有采取二叉樹、紅黑樹的數據結構。可以去這樣網站試一下上述數據結構就清楚了。
因爲二叉樹、紅黑樹當數據量大時，都會導致數據深度太大。
Hash我們也很少用，因爲hash對範圍查詢不友好。
BTREE的優點是的mysql的索引基本都是用BTREE。不過mysql的底層用的是B+TREE，比BTREE更高效。

BTREE的度（Degree）-節點的數據存儲個數。存儲個數不能無限大，因爲磁盤每次讀取數據是有限的，比如磁盤每次讀取20kb的數據，而節點存儲了10M的數據，那麼就需要讀取10M/20kb次。一樣會導致效率極低。
磁盤一頁是4kb大小，而i你如果能保證每個B+TREE的節點是4kb大小。這樣就提高了效率。

二叉樹：

紅黑樹：

B-TREE：

我們提到的查詢磁盤存取原理，我們找磁盤其實是找節點，節點數據會讀取到內存，內存再讀取，內存的速度可以忽略不計。所以BTREE我們查詢0004的話，就是把包含0002、0004的節點讀取到內存。

B+TREE

B-TREE數據存儲方式：

mysql的B+TREE數據存儲方式

B+TREE的指針更方便mysql進行範圍查詢。
B+Tree索引的性能分析：

• 一 般 使 用 磁 盤 I/ O次 數 評 價 索 引 結 構 的 優 劣
• 預 讀 ： 磁 盤 一 般 會 順 序 向 後 讀 取 一 定 長度的數據（頁的整數倍)放入內存
• 局 部 性 原 理 ： 當 一 個 數 據 坫 用 到 時 ， 其 附 近 的 數 據 也 通 常 會 馬 上 被 使 用
• B+ Tree節 點 的 大小 設 爲 等 於 一 個 頁 ， 每 次 新 建 節 點 直 接 中 訪 一 個 頁 的 空 間 ， 這 樣 就 保 證 一 個 節 點 物理上也 存 儲 在 一 個 頁 裏 ， 就 實 現了一 個 節 點 的 載入只需一 次 I/O
• B+ Tree的 度 d—般會超過100，因此h非常小（一般爲3到5之間)

mysql存儲引擎

MyISAM和InnoDB。這兩個存儲引擎都是表級別的。

MyISAM

MyISAM存儲引擎存儲方式：

實際上MyISAM的B+TREE不存儲data，而是存儲data的指針。
MyISAM的主鍵索引和非主鍵索引一樣。。
題外：如果用UUID作爲表的主鍵，方便數據庫做遷移。

InnoDB

實際上InnoDB的B+TREE存儲了data
InnoDB的主鍵索引和非主鍵索引不一樣。

聯合索引的底層數據結構

字符串類型

如title、name兩個字段均爲字符串類型組成聯合索引，那麼聯合索引的就是title+name這樣加起來作爲一個字符串索引。

多種數據類型組成的聯合索引

如圖所示：第一個爲int類型，第二個爲varchar，第三個爲date。

那麼聯合索引會先用第一索引去比較，第一索引相同再用第二索引比較，第二索引相同再用第三索引去比較。

聯合索引使用情況

注意： mysql的單個索引是聯合索引的特殊情況

create table test(
a int ,
b int,
c int,
d int,
key index_abc(a,b,c)
)engine=InnoDB default charset=utf8;

查詢語句

EXPLAIN
SELECT *
FROM `test` WHERE a='a';--  true
EXPLAIN
SELECT *
FROM `test` WHERE b='b'; -- false
EXPLAIN
SELECT *
FROM `test` WHERE c='c'; -- false
EXPLAIN
  SELECT *
  FROM `test` WHERE a='a' AND b='b'; --  true
EXPLAIN
    SELECT *
    FROM `test` WHERE b='b'  AND a='a';--  true
EXPLAIN
    SELECT *
    FROM `test` WHERE a='a'  AND c='c';--  true
EXPLAIN
    SELECT *
    FROM `test` WHERE c='c'  AND a='a';--  true
EXPLAIN
    SELECT *
    FROM `test` WHERE c='c'  AND b='b';--  false
EXPLAIN
    SELECT *
    FROM `test` WHERE b='b'  AND c='c';--  false
EXPLAIN
    SELECT *
    FROM `test` WHERE a='a'  AND b='b' AND c='c';--  true
EXPLAIN
    SELECT *
    FROM `test` WHERE a='a'  AND c='c' AND b='b';--  true
EXPLAIN
    SELECT *
    FROM `test` WHERE b='b'  AND c='c' AND a='a';--  true
EXPLAIN
    SELECT *
    FROM `test` WHERE b='b'  AND a='a' AND c='c';--  true
EXPLAIN
    SELECT *
    FROM `test` WHERE c='c'  AND b='b' AND a='a';--  true
EXPLAIN
    SELECT *
    FROM `test` WHERE c='c'  AND a='a' AND b='b';--  true
EXPLAIN
	select * from test where b<10 and c <10;-- false
EXPLAIN 
	select * from test where a<10 and c <10;-- ture

mysql查詢優化器會判斷糾正這條sql語句該以什麼樣的順序執行效率最高，最後才生成真正的執行計劃。所以，當然是我們能儘量的利用到索引時的查詢順序效率最高，所以mysql查詢優化器會最終以這種順序進行查詢執行。
所以當a字段不在最左時，mysql會自動調整到最左的位置然後再執行。
而根據聯合索引數據結構圖也可以看出，必須有a字段，聯合索引纔會生效。

另外的例子：

劃重點(∩＿∩)

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