6、索引的数据结构

3.3 常见的索引概念

索引按照物理实现方式，索引可以分为 2 种：聚簇和非聚簇索引

1、聚簇索引

5、索引的代价

• 空间上的代价
  每建立一个索引都要为它建立一棵B+树，每一棵B+树的每一个节点都是一个数据页，一个页默认会占用 16KB 的存储空间，一棵很大的B+树由许多数据页组成，那就是很大的一片存储空间。

• 时间上的代价
  每次对表中的数据进行 增、删、改 操作时，都需要去修改各个B+树索引

6、MySQL数据结构选择的合理性

从MySQL的角度讲，不得不考虑的一个现实问题就是磁盘IO，如果我们能让索引的数据结构尽量减少硬盘的I/O操作，所消耗的时间也就越小。可以说：磁盘的I/O次数对索引的使用效率至关重要

查找都是索引操作，一般来说索引非常大，尤其是关系型数据库，当数据量比较大的时候，索引的大小有可能几个G甚至更多，为了减少索引在内存中的占用，索引都是存储在外部磁盘上的。当我们利用索引查询的时候，不可能将整个索引全部加载到内存，只能逐一加载，那么MySQL衡量查询效率的标准就是磁盘的IO次数

6.1 全表遍历

6.2 Hash结构

上图中哈希函数h有可能将两个不同的关键字映射到相同的位置，这叫做 碰撞 ，在数据库中一般采用 链接法来解决。在链接法中，将散列到同一槽位的元素放在一个链表中，如下图所示：

Hash结构效率高，那为什么索引结构要设计成树型呢？

Hash索引的适用性：
InnoDB本身你不支持Hash索引，但是提供自适应的Hash索引。采用自适应 Hash 索引目的是方便根据 SQL 的查询条件加速定位到叶子节点，特别是当 B+ 树比较深的时候，通过自适应 Hash 索引可以明显提高数据的检索效率。

6.3 二叉搜索树

如果我们利用二叉树作为索引结构，那么磁盘的IO次数和索引树的高度是相关的。

为了提高查询效率，就需要 减少磁盘IO数 。为了减少磁盘IO的次数，就需要尽量 降低树的高度 ，需要把原来“瘦高”的树结构变的“矮胖”，树的每层的分叉越多越好。

6.4 AVL树 （平衡二叉树）

左右子树的高度差不能超过 1

6.5 B-Tree

B树的英文是Balance Tree，也就是多路平衡查找树，它的高度远小于平衡二叉树的高度

B 树的结构如下图所示：

一个 M 阶的 B 树（M>2）有以下的特性：

• 根节点的儿子数的范围是 [2,M]。
• 每个中间节点包含 k-1 个关键字和 k 个孩子，孩子的数量 = 关键字的数量 +1，k 的取值范围为[ceil(M/2), M]。
• 叶子节点包括 k-1 个关键字（叶子节点没有孩子），k 的取值范围为 [ceil(M/2), M]。
• 假设中间节点节点的关键字为：Key[1], Key[2], …, Key[k-1]，且关键字按照升序排序，即 Key[i]
• 所有叶子节点位于同一层。

6.6 B+Tree

B+ 树和 B 树的差异：