MySQL中基本索引类型,没有什么限制,允许在定义索引的列中插入重复值和空值,纯粹为了查询数据更快一点。
索引列中的值必须是唯一的,但是允许为空值,
是一种特殊的唯一索引,不允许有空值。
在表中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。
由id、name和age3个字段构成的索引,索引行中就按id/name/age的顺序存放,索引可以索引下面字段组合(id,name,age)、(id,name)或者(id)。如果要查询的字段不构成索引最左面的前缀,那么就不会是用索引,比如,age或者(name,age)组合就不会使用索引查询
全文索引,只有在MyISAM引擎上才能使用,只能在CHAR,VARCHAR,TEXT类型字段上使用全文索引。全文索引就是在一堆文字中,通过其中的某个关键字等,就能找到该字段所属的记录行,比如有"你是个大牛,神人 ..." 通过大牛,可能就可以找到该条记录。这里说的是可能,因为全文索引的使用涉及了很多细节,我们只需要知道这个大概意思。
只有在MyISAM引擎上才能使用,空间索引是对空间数据类型的字段建立的索引,MySQL中的空间数据类型有四种,GEOMETRY、POINT、LINESTRING、POLYGON。
在创建空间索引时,使用SPATIAL关键字。
创建空间索引的列,必须将其声明为NOT NULL。。
SPATIAL INDEX spatIdx(g)
全值匹配我最爱,最左前缀要遵守;
带头大哥不能死,中间兄弟不能断;
索引列上少计算,范围之后全失效;
Like百分写最右,覆盖索引不写星;
不等空值还有or,索引失效要少用;
VAR引号不可丢,SQL高级也不难!
参考: <u>https://blog.csdn.net/zjy15203167987/article/details/81812370</u>
参考: <u>https://www.jianshu.com/p/d5b2f645d657</u>
如果索引包含满足查询的所有数据,就称为覆盖索引。覆盖索引是一种非常强大的工具,能大大提高查询性能。只需要读取索引而不用读取数据有以下一些优点:
(1) 索引项通常比记录要小,所以MySQL访问更少的数据;
(2) 索引都按值的大小顺序存储,相对于随机访问记录,需要更少的I/O;
(3) 大多数据引擎能更好的缓存索引。比如MyISAM只缓存索引。
(4) 覆盖索引对于InnoDB表尤其有用,因为InnoDB使用聚集索引组织数据,如果二级索引中包含查询所需的数据,就不再需要在聚集索引中查找了。
覆盖索引不能是任何索引,只有B-TREE索引存储相应的值。而且不同的存储引擎实现覆盖索引的方式都不同,并不是所有存储引擎都支持覆盖索引(Memory和Falcon就不支持)。
对于索引覆盖查询(index-covered query),使用EXPLAIN时,可以在Extra一列中看到“Using index”。
产品中有一张图片表,数据量将近100万条,有一条相关的查询语句,由于执行频次较高,想针对此语句进行优化。表结构很简单,主要字段:
user_id 用户ID
picname 图片名称
smallimg 小图名称
一个用户会有多条图片记录,现在有一个根据user_id建立的索引:uid,查询语句也很简单。取得某用户的图片集合
执行查询语句(为了查看真实执行时间,强制不使用缓存)
执行了10次,平均耗时在40ms左右。使用explain进行分析
使用了user_id的索引,并且是const常数查找,表示性能已经很好了
因为这个语句太简单,sql本身没有什么优化空间,就考虑了索引。修改索引结构,建立一个(user_id,picname,smallimg)的联合索引:uid_pic。重新执行10次,平均耗时降到了30ms左右。使用explain进行分析
看到使用的索引变成了刚刚建立的联合索引,并且Extra部分显示使用了'Using Index'
'Using Index'的意思是“覆盖索引”,它是使上面sql性能提升的关键。一个包含查询所需字段的索引称为“覆盖索引”,MySQL只需要通过索引就可以返回查询所需要的数据,而不必在查到索引之后进行回表 *** 作,减少IO,提高了效率。
例如上面的sql,查询条件是user_id,可以使用联合索引,要查询的字段是picname smallimg,这两个字段也在联合索引中,这就实现了“覆盖索引”,可以根据这个联合索引一次性完成查询工作,所以提升了性能
InnoDB存储引擎由于实现了行级锁定,虽然在锁定机制的实现方面带来的性能损耗可能比表级锁定要更高一些,但是在整体并发处理能力方面是要远远优于MyISAM的表级锁定的。当系统并发量较高的时候,InnoDB的整体性能和MyISAM相比就会有比较明显的优势了。但是当我们使用不当的时候,可能会让InnoDB的整体性能表现不仅不比MyISAM高,甚至可能会更差。
建议:
(1)尽可能让所有的数据检索都通过索引来完成,从而避免InnoDB因为无法通过索引键加锁而升级为表级锁定
(2)合理设计索引,让InnoDB在索引键上面加锁的时候尽可能准确,尽可能地缩小锁定范围,避免造成不必要的锁定而影响其他Query的执行
(3)尽可能减少基于范围的数据检索过滤条件,避免因为间隙锁带来的负面影响而锁定了不该锁定的记录
(4)尽量控制事务的大小,减少锁定的资源量和锁定时间长度
(5)在业务环境允许的情况下,尽量使用较低级别的事务隔离,以减少MySQL因为实现事务隔离级别所带来的附加成本。
1、InnoDB存储引擎Mysql版本>=5.5 默认的存储引擎,MySQL推荐使用的存储引擎。支持事务,行级锁定,外键约束。事务安全型存储引擎。更加注重数据的完整性和安全性。
存储格式 : 数据,索引集中存储,存储于同一个表空间文件中。
InnoDB的行锁模式及其加锁方法: InnoDB中有以下两种类型的行锁:共享锁(读锁: 允许事务对一条行数据进行读取)和 互斥锁(写锁: 允许事务对一条行数据进行删除或更新), 对于update,insert,delete语句,InnoDB会自动给设计的数据集加互斥锁,对于普通的select语句,InnoDB不会加任何锁。
InnoDB行锁的实现方式: InnoDB行锁是通过给索引上的索引项加锁来实现的,如果没有索引,InnoDB将通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁。InnoDB这种行锁实现特点意味着:如果不通过索引条件检索数据,那么InnoDB将对表中的所有记录加锁,实际效果跟表锁一样。
(1)在不通过索引条件查询时,InnoDB会锁定表中的所有记录。
(2)Mysql的行锁是针对索引加的锁,不是针对记录加的锁,所以虽然是访问不同行的记录,但是如果使用相同的索引键,是会出现冲突的。
(3)当表有多个索引的时候,不同的事务可以使用不同的索引锁定不同的行,但都是通过行锁来对数据加锁。
优点:
1、支持事务处理、ACID事务特性;
2、实现了SQL标准的四种隔离级别( 原子性( Atomicity )、一致性( Consistency )、隔离性(Isolation )和持续性(Durability ));
3、支持行级锁和外键约束;
4、可以利用事务日志进行数据恢复。
5、锁级别为行锁,行锁优点是适用于高并发的频繁表修改,高并发是性能优于 MyISAM。缺点是系统消耗较大。
6、索引不仅缓存自身,也缓存数据,相比 MyISAM 需要更大的内存。
缺点:
因为它没有保存表的行数,当使用COUNT统计时会扫描全表。
使用场景:
(1)可靠性要求比较高,或者要求事务;(2)表更新和查询都相当的频繁,并且表锁定的机会比较大的情况。
2、 MyISAM存储引擎
MySQL<= 5.5 MySQL默认的存储引擎。ISAM:Indexed Sequential Access Method(索引顺序存取方法)的缩写,是一种文件系统。擅长与处理,高速读与写。
功能:
(1)支持数据压缩存储,但压缩后的表变成了只读表,不可写;如果需要更新数据,则需要先解压后更新。
(2)支持表级锁定,不支持高并发;
(3)支持并发插入。写 *** 作中的插入 *** 作,不会阻塞读 *** 作(其他 *** 作);
优点:
1.高性能读取;
2.因为它保存了表的行数,当使用COUNT统计时不会扫描全表;
缺点:
1、锁级别为表锁,表锁优点是开销小,加锁快;缺点是锁粒度大,发生锁冲动概率较高,容纳并发能力低,这个引擎适合查询为主的业务。
2、此引擎不支持事务,也不支持外键。
3、INSERT和UPDATE *** 作需要锁定整个表;
使用场景:
(1)做很多count 的计算;(2)插入不频繁,查询非常频繁;(3)没有事务。
InnoDB和MyISAM一些细节上的差别:
1、InnoDB不支持FULLTEXT类型的索引,MySQL5.6之后已经支持(实验性)。
2、InnoDB中不保存表的 具体行数,也就是说,执行select count() from table时,InnoDB要扫描一遍整个表来计算有多少行,但是MyISAM只要简单的读出保存好的行数即可。注意的是,当count()语句包含 where条件时,两种表的 *** 作是一样的。
3、对于AUTO_INCREMENT类型的字段,InnoDB中必须包含只有该字段的索引,但是在MyISAM表中,可以和其他字段一起建立联合索引。
4、DELETE FROM table时,InnoDB不会重新建立表,而是一行一行的删除。
5、LOAD TABLE FROM MASTER *** 作对InnoDB是不起作用的,解决方法是首先把InnoDB表改成MyISAM表,导入数据后再改成InnoDB表,但是对于使用的额外的InnoDB特性(例如外键)的表不适用。
6、另外,InnoDB表的行锁也不是绝对的,如果在执行一个SQL语句时MySQL不能确定要扫描的范围,InnoDB表同样会锁全表。
1.索引概述
利用关键字,就是记录的部分数据(某个字段,某些字段,某个字段的一部分),建立与记录位置的对应关系,就是索引。索引的关键字一定是排序的。索引本质上是表字段的有序子集,它是提高查询速度最有效的方法。一个没有建立任何索引的表,就相当于一本没有目录的书,在每次查询时就会进行全表扫描,这样会导致查询效率极低、速度也极慢。如果建立索引,那么就好比一本添加的目录,通过目录的指引,迅速翻阅到指定的章节,提升的查询性能,节约了查询资源。
2.索引种类
从索引的定义方式和用途中来看:主键索引,唯一索引,普通索引,全文索引。
无论任何类型,都是通过建立关键字与位置的对应关系来实现的。索引是通过关键字找对应的记录的地址。
以上类型的差异:对索引关键字的要求不同。
关键字:记录的部分数据(某个字段,某些字段,某个字段的一部分)。
普通索引,index:对关键字没有要求。
唯一索引,unique index:要求关键字不能重复。同时增加唯一约束。
主键索引,primary key:要求关键字不能重复,也不能为NULL。同时增加主键约束。
全文索引,fulltext key:关键字的来源不是所有字段的数据,而是从字段中提取的特别关键词。
PS:这里主键索引和唯一索引的区别在于:主键索引不能为空值,唯一索引允许空值;主键索引在一张表内只能创建一个,唯一索引可以创建多个。主键索引肯定是唯一索引,但唯一索引不一定是主键索引。
3.索引原则
如果索引不遵循使用原则,则可能导致索引无效。
(1)列独立
如果需要某个字段上使用索引,则需要在字段参与的表达中,保证字段独立在一侧。否则索引不会用到索引, 例如这条sql就不会用到索引:select * from A where id+1=10
(2)左原则
Like:匹配模式必须要左边确定不能以通配符开头。例如:select * from A where name like '%小明%' ,不会用到索引,而select * from A where name like '小明%' 就可以用到索引(name字段有建立索引),如果业务上需要用到'%小明%'这种方式,有两种方法:1.可以考虑全文索引,但mysql的全文索引不支持中文;2.只查询索引列或主键列,例如:select name from A where name like '%小明%' 或 select id from A where name like '%小明%' 或 select id,name from A where name like '%小明%' 这三种情况都会用到name的索引
复合索引:一个索引关联多个字段,仅仅针对左边字段有效果,添加复合索引时,第一个字段很重要,只有包含第一个字段作为查询条件的情况才会使用复合索引(必须用到建索引时选择的第一个字段作为查询条件,其他字段的顺序无关),而且查询条件只能出现and拼接,不能用or,否则则无法使用索引.
(3)OR的使用
必须要保证 OR 两端的条件都存在可以用的索引,该查询才可以使用索引。
(4)MySQL智能选择
即使满足了上面说原则,MySQL也能弃用索引,例如:select * from A where id >1这里弃用索引的主要原因:查询即使使用索引,会导致出现大量的随机IO,相对于从数据记录的第一条遍历到最后一条的顺序IO开销,还要大。
4.索引的使用场景
(1)索引检索:检索数据时使用索引。
(2)索引排序: 如果order by 排序需要的字段上存在索引,则可能使用到索引。
(3)索引覆盖: 索引拥有的关键字内容,覆盖了查询所需要的全部数据,此时,就不需要在数据区获取数据,仅仅在索引区即可。覆盖就是直接在索引区获取内容,而不需要在数据区获取。例如: select name from A where name like '小明%'
建立索引索引时,不能仅仅考虑where检索,同时考虑其他的使用场景。(在所有的where字段上增加索引,就是不合理的)
5.前缀索引
前缀索引是建立索引关键字一种方案。通常会使用字段的整体作为索引关键字。有时,即使使用字段前部分数据,也可以去识别某些记录。就比如一个班级里,我要找王xx,假如姓王的只有1个人,那么就可以建一个关键字为'王'的前缀索引。语法:Index `index_name` (`index_field`(N))使用index_name前N个字符建立的索引。
6.索引失效
(1) 应尽量避免在 where 子句中使用 != 或 > *** 作符,否则将引擎放弃使用索引而进行全表扫描;
(2) 应尽量避免在 where 子句中使用 or 来连接条件,如果一个字段有索引,一个字段没有索引,将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描;
(3) 应尽量避免在 where 子句中对字段进行 null 值判断,否则将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描;
(4)应尽量避免在 where 子句中对字段进行表达式 *** 作,这将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描;如select id from t where num/2 = 100;
(5) 应尽量避免在where子句中对字段进行函数 *** 作,这将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描;如:select id from t where substring(name,1,3) = ’abc’ ;
(6)应尽量避免在where子句中对字段进行类型转换,这将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描; 如果列类型是字符串,那一定要在条件中将数据使用引号引用起来,如select id from t where id = 1;如果id字段在表设计中是varchar类型,那么即使id列上存的是数字,在查询时也一定要用varchar去匹配,sql应改为select id from t where id = '1';
(7)应尽量避免在where子句中单独引用复合索引里非第一位置的索引;
join 的两种算法:BNL 和 NLJ
NLJ(Nested Loop Join)嵌套循环算法;以如下 SQL 为例:
select * from t1 join t2 on t1.a=t2.a
SQL 执行时内部流程是这样的:
1. 先从 t1(假设这里 t1 被选为驱动表)中取出一行数据 X;
2. 从 X 中取出关联字段 a 值,去 t2 中进行查找,满足条件的行取出;
3. 重复1、2步骤,直到表 t1 最后一行循环结束。
这就是一个嵌套循环的过程,如果在被驱动表上查找数据时可以使用索引,总的对比计算次数等于驱动表满足 where 条件的行数。假设这里 t1、t2都是1万行,则只需要 1万次计算,这里用到的是Index Nested-Loops Join(INLJ,基于索引的嵌套循环联接)。
如果 t1、t2 的 a 字段都没有索引,还按照上述的嵌套循环流程查找数据呢?每次在被驱动表上查找数据时都是一次全表扫描,要做1万次全表扫描,扫描行数等于 1万+1万*1万,这个效率很低,如果表行数更多,扫描行数动辄几百亿,所以优化器肯定不会使用这样的算法,而是选择 BNL 算法;
BNLJ(Block Nested Loop Join)块嵌套循环算法;
1. 把 t1 表(假设这里 t1 被选为驱动表)满足条件的数据全部取出放到线程的 join buffer 中;
2. 每次取 t2 表一行数据,去 joinbuffer 中进行查找,满足条件的行取出,直到表 t2 最后一行循环结束。
这个算法下,执行计划的 Extra 中会出现 Using join buffer(Block Nested Loop),t1、t2 都做了一次全表扫描,总的扫描行数等于 1万+1万。但是由于 joinbuffer 维护的是一个无序数组,每次在 joinbuffer 中查找都要遍历所有行,总的内存计算次数等于1万*1万。另外如果 joinbuffer 不够大放不下驱动表的数据,则要分多次执行上面的流程,会导致被驱动表也做多次全表扫描。
BNLJ相对于NLJ的优点在于,驱动层可以先将部分数据加载进buffer,这种方法的直接影响就是将大大减少内层循环的次数,提高join的效率。
例如:
如果内层循环有100条记录,外层循环也有100条记录,这样的话,每次外层循环先将10条记录放到buffer中,内层循环的100条记录每条与这个buffer中的10条记录进行匹配,只需要匹配内层循环总记录数次即可结束一次循环(在这里,即只需要匹配100次即可结束),然后将匹配成功的记录连接后放入结果集中,接着,外层循环继续向buffer中放入10条记录,同理进行匹配,并将成功的记录连接后放入结果集。后续循环以此类推,直到循环结束,将结果集发给client为止。
可以发现,若用NLJ,则需要100 * 100次才可结束,BNLJ则需要100 / block_size * 100 = 10 * 100次就可结束,大大减少了循环次数。
JOIN 按照功能大致分为如下三类:
JOIN、STRAIGHT_JOIN、INNER JOIN(内连接,或等值连接):取得两个表中存在连接匹配关系的记录。
LEFT JOIN(左连接):取得左表(table1)完全记录,即是右表(table2)并无对应匹配记录。
RIGHT JOIN(右连接):与 LEFT JOIN 相反,取得右表(table2)完全记录,即是左表(table1)并无匹配对应记录。
注意:mysql不支持Full join,不过可以通过UNION 关键字来合并 LEFT JOIN 与 RIGHT JOIN来模拟FULL join。
mysql 多表连接查询方式,因为mysql只支持NLJ算法,所以如果是小表驱动大表则效率更高;反之则效率下降;因此mysql对内连接或等值连接的方式做了一个优化,会去判断join表的数据行大小,然后取数据行小的表为驱动表。
INNER JOIN、JOIN、WHERE等值连接和STRAIGHT_JOIN都能表示内连接,那平时如何选择呢?一般情况下用INNER JOIN、JOIN或者WHERE等值连接,因为MySQL 会按照"小表驱动大表的策略"进行优化。当出现需要排序时,才考虑用STRAIGHT_JOIN指定某张表为驱动表。
两表JOIN优化
a.当无order by条件时,根据实际情况,使用left/right/inner join即可,根据explain优化 ;
b.当有order by条件时,如select * from a inner join b where 1=1 and other condition order by a.col;使用explain解释语句;
1)如果第一行的驱动表为a,则效率会非常高,无需优化;
2)否则,因为只能对驱动表字段直接排序的缘故,会出现using temporary,所以此时需要使用STRAIGHT_JOIN明确a为驱动表,来达到使用a.col上index的优化目的;或者使用left join且Where条件中不含b的过滤条件,此时的结果集为a的全集,而STRAIGHT_JOIN为inner join且使用a作为驱动表。注:使用STRAIGHT_JOIN虽然不会using temporary,但也不是一定就能提高效率,如果a表数据远远超过b表,那么有可能使用STRAIGHT_JOIN时比原来的sql效率更低,所以怎么使用STRAIGHT_JOIN,还是要视情况而定。
在使用left join(或right join)时,应该清楚的知道以下几点:
(1). on与 where的执行顺序
ON 条件(“A LEFT JOIN B ON 条件表达式”中的ON)用来决定如何从 B 表中检索数据行。如果 B 表中没有任何一行数据匹配 ON 的条件,将会额外生成一行所有列为 NULL 的数据,在匹配阶段 WHERE 子句的条件都不会被使用。仅在匹配阶段完成以后,WHERE 子句条件才会被使用。它将从匹配阶段产生的数据中检索过滤。
所以我们要注意:在使用Left (right) join的时候,一定要在先给出尽可能多的匹配满足条件,减少Where的执行。
(2).注意ON 子句和 WHERE 子句的不同
即使右表的数据不满足ON后面的条件,也会在结果集拼接一条为NULL的数据行,但WHERE后面的条件不一样,右表不满足WHERE的条件,左表关联的数据也会被过滤掉。
(3).尽量避免子查询,而用join
往往性能这玩意儿,更多时候体现在数据量比较大的时候,此时,我们应该避免复杂的子查询。
(1)in 和 not in 要慎用,如:select id from t where num in(1,2,3)对于连续的数值,能用 between 就不要用 in:select id from t where num between 1 and 3很多时候用 exists 代替 in 是一个好的选择:select num from a where num in(select num from b)用下面的语句替换:select num from a where exists(select 1 from b where num=a.num)
(2)Update 语句,如果只更改1、2个字段,不要Update全部字段,否则频繁调用会引起明显的性能消耗,同时带来大量日志。
(3)join语句,MySQL里面的join是用小表去驱动大表,而由于MySQL join实现的原理就是做循环,比如left join就是对左边的数据进行循环去驱动右边的表,左边有m条记录匹配,右边有n条记录那么就是做m次循环,每次扫描n行数据,总扫面行数是m*n行数据。左边返回的结果集的大小就决定了循环的次数,故单纯的用小表去驱动大表不一定的正确的,小表的结果集可能也大于大表的结果集,所以写join的时候尽可能的先估计两张表的可能结果集,用小结果集去驱动大结果集.值得注意的是在使用left/right join的时候,从表的条件应写在on之后,主表应写在where之后.否则MySQL会当作普通的连表查询;
(4)select count(*) from table;这样不带任何条件的count会引起全表扫描,并且没有任何业务意义,是一定要杜绝的;
(5)select * from t 这种语句要尽量避免,使用具体的字段代替*,更有实际意义,需要什么字段就返回什么字段;
(6)数据量大的情况下,limit要慎用,因为使用limit m,n方式分页时,mysql每次都是查询前m+n条,然后舍弃前m条,所以m越大,偏移量越大,性能就越差。比如:select * from A limit 1000000,20这钟,查询效率就会非常低,当分页的页数大于一定的数量之后,就可以换种方式来分页:select * from A a join (select id from A limit 1000000,20) b on a.id=b.id
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在MySQL中,索引属于存储引擎级别的概念,不同存储引擎对索引的实现方式是不同的,本文主要讨论是MyISAM和InnoDB两个存储引擎的B+Tree索引的实现方式。
MyISAM引擎使用B+Tree作为索引结构,叶节点的data域存放的是数据记录的地址,下面是MyISAM索引的原理图:
上图是一个MyISAM表的主索引示意,可以看出MyISAM的索引文件仅仅保存数据记录的地址,在MyIASM中,主索引和辅助索引在结构上没有任何区别,只是主索引要求key是唯一的,而辅助索引的key可以重复。B+Tree的所有叶子节点包含所有关键字且按照升序排列的。
MyISAM表的索引和数据是分离的,索引保存在“表名.MYI”文件内,而数据保存在“表名.MYD”中。
MyISAM的索引方式也叫做 非聚集 的,之所以这么称呼是为了与InnoDB的聚集索引区分。
虽然InnoDB也使用B+Tree作为索引结构,但是具体实现方式却与MyISAM截然不同。
第一个重大区别是InnoDB的数据文件本身就是索引文件,从上文知道MyISAM索引文件和数据文件是分离的,索引文件仅保存数据记录地址,而在InnoDB中,表数据文件本身就是按B+Tree组织的一个索引结构,这棵树的叶节点data域保存了完整的数据记录,这个索引的key是数据表的主键,因此InnoDB表数据文件本身就是主索引。
上图是InnoDB主索引(同时也是数据文件)的示意图,可以看到叶节点包含了完整的数据记录。这种索引叫做 聚集索引 。因为InnoDB的数据文件本身要按主键聚集,所以InnoDB要求表必须有主键(MyISAM可以没有),如果没有显示指定,则MySQL系统会自动选择一个唯一标识数据记录的列作为主键,如果不存在这种列,则MySQL自动为InnoDB表生成一个隐含字段为主键,这个字段长度为6字节,类型为长整形。
第二个与MyISAM索引的不同时InnoDB的辅助索引data域存储相应记录主键值而不是地址,换句话说,InnoDB的所有辅助索引都引用主键作为data域,例如,下图定义在col3上的辅助索引:
这里的英文字符的ASCII码作为比较准则。聚集索引这种方式使得按照主键的搜索十分高效,但是辅助索引搜索需要检索两遍索引:首先检索辅助索引获得主键,然后用主键索引到主索引中检索获取记录。
了解不同存储引擎的索引实现对于正确使用和优化索引都非常有帮助,例如知道了InnoDB的索引实现后,就很容易明白不建议使用过长的字段作为主键, 因为所有辅助索引都引用主索引,过长的主索引会令辅助索引变的更大 ,在例如, 用非单调的字段作为主键在InnoDB中不是个好主意,因为InnoDB数据文件本身是一颗B+Tree非单调的主键会造成在插入新纪录时数据文件为了维持B+Tree的特性而频繁的分裂调整,十分低效,而使用自增字段作为主键则是一个很好的选择
ES的索引不是B+Tree树,而是倒排索引,ES的倒排索引由 Term index,Term Dictionary和Posting List 组成的。
有倒排索引(inverted index)就用正排索引(forward index),正排索引就是文档(Document)和他字段Fields正向对应的关系对应表如下:
那么倒排索引是字段Field和拥有这个Field的文档对应的关系如下:
Sex字段:
Age字段:
Jack、lucy或者17,18叫做term,而[1,3]就是Posting list。Posting list就是一个int数组,存储了所有包含某个term的文档id,那么什么是term index和term dictionary?
如上如果name字段很多个term,比如Carla,Sara,Elin,Ada,Patty,Kate,Selena,如果按照这样的顺序排列,找出某个特定的term一定很慢,因为term没有排序,需要全部过滤一遍,才能找出特定的term。排序之后就变成了:Ada,Carla,Elin,Kate,Patty,Sara,Selena。
这样就可以使用二分法的方式,比全遍历更快的找出目标的term,如果组织这些term的方式就是 term dictionary ,意思就是term的字典,有了term dictionary之后,就可以用比较少的比较次数和磁盘读次数查找目标。但是磁盘的随机读 *** 作仍然是非常昂贵的,所以尽量少的读磁盘,有必要把一些数据缓存到内存里,但是整个Term dictionary本身又太大了,无法完整的放到内存中,于是就有了term index,Term index有点像一本字典的打的章节表。比如:
A开头的term ……………. Xxx页
C开头的term ……………. Xxx页
E开头的term ……………. Xxx页
如果所有的term都是英文字符的话,可能这个term index就真的是26个英文字符表构成了。但是实际情况是,term未必都是英文字符,term可以是任意的byte数组。而且26个英文字符未必是每一个字符都有均等的term,比如x字符开头的term可能一个都没有,而s开头的term又特别多,实际的term index是一颗字典树(trie 树):
上面例子是一个包含A", "to", "tea", "ted", "ten", "i", "in", 和 "inn" 的trie树。这棵树不会包含所有的term,他包含的是term的一些 前缀 ,通过term index可以快速定位到term dictionary的某个offest,然后从这个位置在往后顺序查找,再加上一些压缩技术,Term index的尺寸可以只有所有的term的尺寸的十分之一,用内存缓存整个term index变成可能,整体上来说就是这样的效果:
由Term index到Term Dictionary,再到posting list,通过某个字段的关键字去查询结果的过程比较清楚了,通过多个关键字的posting list进行and或者or进行交集并集的查询也简单了( 倒排索引介绍了交集并集的过程 )
对比MySQL的B+Tree索引原理,可以发现:
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