1.存储结构 2.物理存储 3.作用字段 4.功能
按照数据存储的结构可以分B树索引和hash索引。
又称为 BTREE 索引,目前大部分的索引都是采用 B-树索引来存储的。B-树索引是一个典型的数据结构。
基于这种树形数据结构,表中的每一行都会在索引上有一个对应值。因此,在表中进行数据查询时,可以根据索引值一步一步定位到数据所在的行。
查询必须从索引的最左边的列开始。
查询不能跳过某一索引列,必须按照从左到右的顺序进行匹配。
存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列。
也称为散列索引或 HASH 索引。MySQL 目前仅有 MEMORY 存储引擎和 HEAP 存储引擎支持这类索引。
其中,MEMORY 存储引擎可以支持 B-树索引和 HASH 索引,且将 HASH 当成默认索引。
HASH 索引不是基于树形的数据结构查找数据,而是根据索引列对应的哈希值的方法获取表的记录行。
不能使用 HASH 索引排序。
HASH 索引只支持等值比较,如“=”“IN()”或“<=>”。
HASH 索引不支持键的部分匹配,因为在计算 HASH 值的时候是通过整个索引值来计算的。
聚集索引是按照所以把数据排好序了,所以一个表只能存在一个聚集索引,其它的都是非聚集索引。
因这个特性,聚集索引是查询数据范围的时候有很大的性能优势。
但是也需要注意的是如果频繁更新的列不适合设置为聚集索引,
原因很简单,每次更新都需要从新排序,频繁的更新给的压力也大。
如果不指定的话,默认主键为聚集索引。
一个表里除了一个聚集索引外其他的都是非聚集索引,虽然不能把数据按照索引排序,但是索引数据是可以排序的。
所以非聚集索引查询范围的时候是先找索引列的范围,再通过这个索引查询行的值。
单列索引即一个索引只包含单个列。
组合索引指在表的多个字段组合上创建的索引,只有在查询条件中使用了这些字段的左边字段时,索引才会被使用。使用组合索引时遵循最左前缀集合
Primary Key(聚集索引):InnoDB存储引擎的表会存在主键(唯一非null),如果建表的时候没有指定主键,则会使用第一非空的唯一索引作为聚集索引,否则InnoDB会自动帮你创建一个不可见的、长度为6字节的row_id用来作为聚集索引。
Key(普通索引):是MySQL中的基本索引类型,允许在定义索引的列中插入重复值和空值
Unique(唯一索引):索引列的值必须唯一,但允许有空值。若是组合索引,则列值的组合必须唯一。
主键索引是一种特殊的唯一索引,不允许有空值。
既不是主键索引也不是唯一索引的一般索引。
FULLTEXT(全文索引):全文索引类型为FULLTEXT,在定义索引的列上支持值的全文查找,允许在这些索引列中插入重复值和空值。
全文索引可以在CHAR、VARCHAR或者TEXT类型的列上创建。
空间索引主要用于地理空间数据类型 GEOMETRY。
下面是 mysql官网给出的几个存储引擎和索引之间的关系 。
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首先说说索引的 优点 :最大的好处无疑就是提高查询效率。有的索引还能保证数据的唯一性,比如唯一索引。
而它的 坏处 也很明显:索引也是文件,我们在创建索引时,也会创建额外的文件,所以会占用一些硬盘空间。其次,索引也需要维护,我们在增加删除数据的时候,索引也需要去变化维护。当一个表的索引多了以后,资源消耗是很大的,所以必须结合实际业务再去确定给哪些列加索引。
再说说索引的基本结构。一说到这里肯定会脱口而出:B+树!了解B+树前先要了解二叉查找树和二叉平衡树。 二叉查找树 :左节点比父节点小,右节点比父节点大,所以二叉查找树的中序遍历就是树的各个节点从小到大的排序。 二叉平衡树 :左右子树高度差不能大于1。B+树就是结合了它们的特点,当然,不一定是二叉树。
为什么要有二叉查找树的特点?? 因为查找效率快,二分查找在这种结构下,查找效率是很快的。 那为什么要有平衡树的特点呢? 试想,如果不维护一颗树的平衡性,当插入一些数据后,树的形态有可能变得很极端,比如左子树一个数据没有,而全在右子树上,这种情况下,二分查找和遍历有什么区别呢?而就是因为这些特点需要去维护,所以就有了上面提到的缺点,当索引很多后,反而增加了系统的负担。
接着说B+树。 它的结构如下 :
可以发现,叶子节点其实是一个 双向循环链表 ,这种结构的好处就是,在范围查询的时候,我只用找到一个数据,就可以直接返回剩余的数据了。比如找小于30的,只用找到30,其余的直接通过叶子节点间的指针就可以找到。再说说其他特点: 数据只存在于叶子节点 。当叶子节点满了,如果再添加数据,就会拆分叶子节点,父节点就多了个子节点。如果父节点的位置也满了,就会扩充高度,就是拆分父节点,如25 50 75拆分成:25为左子树,75为右子树,50变成新的头节点,此时B+树的高度变成了3。它们的扩充的规律如下表,Leaf Page是叶子节点,index Page是非叶子节点。
再说说B树 ,B树相比较B+树,它所有节点都存放数据,所以在查找数据时,B树有可能没到达叶子节点就结束了。再者,B树的叶子节点间不存在指针。
最后说说Hash索引 ,相较于B+树,Hash索引最大的优点就是查找数据快。但是Hash索引最大的问题就是不支持范围查询。试想,如果查询小于30的数据,hash函数是根据数据的值找到其对应的位置,谁又知道小于30的有哪几个数据。而B+树正好相反,范围查询是它的强项。
附录: Hash到底是啥?? 哈希中文名散列,哈希只是它的音译。 为啥都说Hash快?? 首先有一块哈希表(散列表),它的数据结构是个数组,一个任意长度的数据通过hash函数都可以变成一个固定长度的数据,叫hash值。然后通过hash值确定在数组中的位置,相同数据的hash值是相同的,所以我们存储一个数据以后,只需O(1)的时间复杂度就可以找到数据。 那hash函数又是啥?? 算术运算或位运算,很多应用里都有hash函数,但实际运算过程大不一样。这是Java里String的hashCode方法:
publicint hashCode() {
}
还有一个问题,hash函数计算出来的hash值有可能存在碰撞,即两个不同的数据可能存在相同的hash值,在MySQL或其他的应用中,如Java的HashMap等,如果存在碰撞就会以当前数组位置为头节点,转变成一个链表。
说到这里也清楚了为啥Java中引用类型要同时重写hashCode和equals了。两个对象,实例就算一模一样,它们的hash值也不相等, 为啥不相等?? 默认的Object的hashCode方法会根据对象来计算hash值的,实例相同,但它们还是两个不同的对象啊,所以我们重写hashCode时,最简单的方法就是调用Object的hashCode方法,然后传入该引用类型的属性,让hashCode方法只根据这几个属性来计算,那么实例相同的话,它们的hash值也会相等。等hashCode比较完后,如果相等再比较实例内容,也就是equals,确保不是hash碰撞。
索引的分类
如果我们指定了一个主键,那么这个主键就是主键索引。如果我们没有指定,Mysql就会自动找一个非空的唯一索引当主键。如果没有这种字段,Mysql就会创建一个大小为6字节的自增主键。如果有多个非空的唯一索引,那么就让第一个定义为唯一索引的字段当主键,注意,是第一个定义,而不是建表时出现在前面的。
对于辅助索引来说,它们的B+树结构稍微有点特殊,它们的叶子节点存储的是主键,而不是整个数据。所以在大部分情况下,使用辅助索引查找数据,需要二次查找。但并不是所有情况都需要二次查找。比如查找的数据正好就是当前索引字段的值,那么直接返回就行。这里提一句,B+树的key就是对应索引字段的内容。
而辅助索引又有一些分类:唯一索引:不能出现重复的值,也算一种约束。普通索引:可以重复、可以为空,一般就是查询时用到。前缀索引:只适用于字符串类型数据,对字符串前几个字符创建索引。全文索引:作用是检测大文本数据中某个关键字,这也是搜索引擎的一种技术。
注意,聚集索引、非聚集索引和前面几个索引的分类并不是一个层面上的。上面的几个分类是从索引的作用来分析的。聚集、非聚集索引是从索引文件上区分的。主键索引就属于聚集索引,即索引和数据存放在一起,叶子节点存放的就是数据。数据表的.idb文件就是存放该表的索引和数据。
辅助索引属于非聚集索引,说到这也就明白了。索引和数据不存放在一起的就是非聚集索引。在MYISAM引擎中,数据表的.MYI文件包含了表的索引, 该表的 叶子节点存储索引和索引对应数据的指针,指向.MYD文件的数据。
索引的几点使用经验
经常被查询的字段;经常作为条件查询的字段;经常用于外键连接或普通的连表查询时进行相等比较字段;不为null的字段;如果是多条件查询,最好创建联合索引,因为联合索引只有一个索引文件。
经常被更新的字段、不经常被查询的字段、存在相同功能的字段
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