2022年6月19日记:Linux服务器开发,Mark老师,MySql索引原理及优化

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1.概述

• 索引是物理概念，约束是逻辑概念。
• 主键索引和唯一索引的差别在于主键索引不能为空，唯一索引可以有一个NULL值。
• 构件表时PRIMARY KEY为显示创建主键，如果没创建会在UNIQUE NOT NULL中选择第一个作为主键。如果没有非空唯一索引，MySql则自动生成6字节_rowid作为主键。
• 外键约束属于一种约束，用来保证两张表的完整性，是事务性的，在项目中尽量不要使用。
  

2.B+树

二叉树的全称是平衡二叉搜索树，B+树是多路平衡搜索树，搜索树的一个特征是按照中序遍历是一个有序的结构。平衡的是树的高度，目的是保证提供一个稳定的搜索时间复杂度，就是经过增删改查后依然稳定的时间复杂度。如果变成链表就会变成O(n)的时间复杂度，就不是一个平衡的。B+树是一个非常平衡的，主要体现在叶子节点都在同一层，每条链路的高度是一样的。
树的高度代表的是比较次数，红黑树是瘦高形状，用在内存中；而B+树是矮胖形状，用在访问磁盘中。一次磁盘IO是10ms左右，一次内存访问时100us左右，百万级的差异。
B+树是怎么映射磁盘的？一个节点是16K的数据，访问磁盘数据时拉去数据的大小通常是4K或是8K，正好是整数倍，配置文件中也是可以修改的。B+树的一个节点至少要存放两行数据。如果超过了16K，超过的部分会映射到共享表空间。非叶子节点存储的是索引信息，叶子节点存储的是数据信息。

B+树的范围查询LIMIT1,5，相邻的叶子节点互相引用，避免了回溯查询。
自增如果数据较大可以采用bigint类型，如果每秒插入1亿条数据，需要5849年才能用完！
myisam中frm结尾是表信息文件；myd是数据文件，采用堆表组织存储；myi是索引文件，采用B+树组织存储。
inodb中frm是表信息结构；bbd是数据文件，采用B+树主键创建的聚集索引。利用辅助索引查找时，会找主键id，再通过主键id去找行数据，这就叫做回表查询。
inodb由段、区、页组成，段分为数据段，索引段，回滚段等；区大小为1MB（1个区由64个连续页组成）；页的默认值为16K；页为逻辑页，磁盘物理大小一般为4K或者8K；为了保证区中的页的连续，存储引擎一般一次从磁盘中申请4-5个区。

• Buffer pool
• Change buffer:缓存非唯一索引DML增删改操作，先缓存。如果是唯一索引先写日志，再异步线程进行刷盘，而非唯一索引会写到缓存后再进行刷盘。
• Log buffer
• LRU算法将很少使用的数据换出，这是缓存的热数据策略。环形缓冲区没有数据的移动。

最左匹配原则

对于组合索引，从左往右依次匹配，遇到<>between like就停止匹配。

覆盖索引

通过辅助索引就能够找到数据，而不需要通过聚集索引。辅助索引数据包含的少，所以树高度一般低于聚集索引，所以会有较少的磁盘io。查询聚集索引和辅助索引是不会回表查询的。

索引失效

• select … where A and B 若A和B中有一个不包含索引，则索引失效
• 索引字段参与运算，则索引失效。from_unixtime(idx)=‘2021-04-30’;
• 索引字段发生隐式转换，则索引失效。‘1’隐式转换为1；
• LIKE 模糊查询，通配符%开头，则索引失效。select *from user where name like ‘%ark’；
• 在索引字段上使用NOT <> != 索引失效。id<>0,则修改为idx>0或idx<0;
• 组合索引中，没使用第一列索引，则索引失效。