索引的数据结构

索引的数据结构

1. 为什么使用索引

索引是存储引擎用于快速找到数据记录的一种数据结构，如书的目录，通过目录找到对应文章的页码，可以快速定位到需要的位置。

MYSQL中进行数据查找时，首先看查询条件是否命中某条索引，符合通过索引查找相关数据，如果不符合则需要进行全表扫描，直至找到与条件符合的记录。

• 上图左边是磁盘存储，离散式的，没有索引。数据分布在磁盘不同位置下面，非常耗时

• 右边是顺序查找：依旧非常耗时，如果表很大，有成千上万条数据，就要做很多很多次磁盘I/O。时间复杂度o(n)。

  查找某条记录，CPU先去磁盘查找这些记录，找到后加载到内存，再对数据进行处理，这个过程最耗时间的就是磁盘I/O（涉及磁盘旋转时间(速度较快)、磁头的寻道时间(速度慢、耗时)）

假如给数据使用 二叉树进行存储，如下图所示：时间复杂度为log2n

• 建立索引原因：目的就是为了减少磁盘I/O次数，加快查询速度。

2 索引及其优缺点

2.1 索引概述

索引（index）是帮助MYSQL高效获取数据的数据结构

• 索引的本质：是 数据结构，可以简单理解为“排好序的快速查找数据结构”，满足特定查找算法。这些数据结构以某种方式指向数据， 这样就可以在这些数据结构的基础上实现 高级查找算法 。

• 索引是在存储引擎中实现的，因此每种存储引擎的索引不一定完全相同，并且每种存储引擎不一定支持所有索引类型。

  同时，存储引擎可以定义每个表的最大索引数和最大索引长度。所有存储引擎支持每个表至少16个索引，总索引长度至少256字节。有些存储引擎支持更多的索引数和更大的索引长度。

2.2 索引优点

1. 类似大学图书馆建书目索引，提高数据检索的效率，降低 数据库的IO成本 ，这也是创建索引最主要的原因。

2. 通过创建唯一索引，可以保证数据库表中每一行数据的唯一性 。

3. 在实现数据的参考完整性方面，可以 加速表和表之间的连接 。换句话说，对于有依赖关系的子表和父表联合查询时，可以提高查询速度。

4. 在使用分组和排序子句进行数据查询时，可以显著 减少查询中分组和排序的时间 ，降低了CPU的消耗。

   注意：索引可以提高查询速度，但会影响插入记录的速度。在这种情况下，最好的办法是 先删除表中的索引，然后 再插入数据，插入完成后再创建索引。

3. InnoDB中索引的推演