Mysql索引底层数据结构、算法及索引存储引擎

mysql官方有句很经典的话：

           索引是帮助MySQL高效获取数据的排好序的数据结构。

索引数据结构 ：二叉树、 红黑树、 Hash表、 B-Tree。

        索引的目的是为了减小查询时间，提高查询效率。怎么减小查询时间呢？这就需要我们减少内存读取磁盘的次数，每查询一次节点数据，就会访问磁盘一次，二叉树和红黑树每个节点只能存储一个数据，如果数据成百上千万，那么树的高度会非常大，如果碰巧查询的数据在最后的节点上，那么就会访问磁盘十几次甚至几十次，这就很消耗性能的。

索引类型是hash，存储时会把数据进行hash运算，快速的知道数据文件的磁盘指针，这种算法

       mysql中存在两种索引类型，hash和BTREE，hash的查询速度是最快的。这种方式的查询效率是非常高的，因为我不管你有几百条还是几亿条数据，我只要索引经过hash运算就可以获取数据的磁盘指针，快速查询数据。但hash类型的索引有很大的缺点，这种索引类型没法进行范围、模糊和排序的快速查找。

B-Tree ：

•  叶节点具有相同的深度，叶节点的指针为空 ；
• 所有索引元素不重复 ；
• 节点中的数据索引从左到右递增排列；

B+Tree(B-Tree变种) ：

• 非叶子节点不存储data，只存储索引(冗余)，可以放更多的索引
• 叶子节点包含所有索引字段
• 叶子节点用指针连接，提高区间访问的性能

        节点中的数据索引从左到右递增排列，每个节点的最后都有一个小的空间存储下一个加点的指针，如果是最后的节点，则指向当前行的第一个节点；

MYISAM存储引擎索

MyISAM文件和数据文件是分离的(非聚集)，mysql的数据文件是存储在data目录下的，data下每个文件夹存储的就是每个数据库的文件，一个MyISAM表可分为三个文件：.frm（表结构），.MYI（表索引），.MYD（表数据）；每个叶子节点存储的都是数据的磁盘指针。

INNODB存储引擎：

InnoDB索引实现(聚集) ：

表数据文件本身就是按B+Tree组织的一个索引结构文件

聚集索引-叶节点包含了完整的数据记录

常问的面试题：

1. 为什么InnoDB表必须有主键，并且推荐使用整型的自增主键？
2. 为什么非主键索引结构叶子节点存储的是主键值？(一致性和节省存储空间)

INNODB文件和数据文件是聚集的，每个INNODB表可分为两个文件：.frm（表结构），.ibd（表索引和数据），主键索引叶子节点存储的是主键（key）和数据（value），非主键索引的叶子节点存储的是索引的数据（key）和主键（value）。

主键索引树：

非主键索引树：

.联合索引的地城存储结构：

联合索引非叶子节点存储的是联合索引的数据（key）和主键（value），其索引的顺序是按索引常见的顺序排的，先按第一个索引排序，再按第二个索引排序......