Mysql索引底层数据结构

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索引是帮助MySQL高效获取数据的排好序的数据结构

mysql的底层数据结构是B+Tree，是在B-Tree的基础上进行了优化，我们可以对比来看。

B-Tree

B+Tree

通过两者的数据结构对比，我们可以得知：

1、无论是B-Tree还是B+Tree，所有索引元素不重复

2、节点中的数据索引从左到右递增排列

3、B+Tree非叶子节点不存储data，只存储索引(冗余)，可以放更多的索引

4、B+Tree叶子节点包含所有索引字段

5、B-Tree中叶节点具有相同的深度，且叶节点的指针为空；而B+Tree中叶子节点用指针连接，提高区间访问的性能

MyISAM和InnoDB的区别：

MyISAM存储引擎索引实现：

MyISAM索引文件和数据文件是分离的(非聚集索引)

MyISAM的索引结构存储在.MYI文件中，而数据存储在.MYD文件中，当在.MYI文件中通过主键索引查询到叶子节点时，会获取到磁盘地址(如0x07)，然后再通过该地址去.MYD文件中获取对应的完整数据。

InnoDB存储引擎索引实现：

InnoDB主键索引实现为聚集索引（即叶子结点存储完整数据）

InnoDB表数据文件本身就是按B+Tree组织的一个索引结构文件，叶节点包含了完整的数据记录，存在.IBD文件中。当通过主键索引获取到叶子节点时，可以直接获取要查询的所有数据。

InnoDB主键索引与二级索引的区别：

除了主键索引，如果我们建了其它索引，结构如下：

在其它索引下，叶子节点并没有存放完整数据，而是存了主键。这个就涉及到了回表查询。当在.ibd文件中通过二级索引查询到叶子节点时，会获取到该表的主键，然后通过主键再次在.ibd文件中通过主键索引查询到叶子节点，获取完整数据。

通过上述对B+Tree及InnoDB的描述，我们可以解决如下问题：

为什么建议InnoDB表必须建主键？

• 存在主键，则mysql会直接用主键索引来构建数据结构

• 如果没有主键，mysql会选择一列所有数据都不相等的列作为索引构建数据结构

• 如果所有列都没有不相等的数据，mysql会建一个隐藏列（就像oracle的rowid）来维护唯一id

因此我们不要把建主键的行为交给mysql，导致不必要的性能消耗。

为什么推荐使用整型的自增主键？

• 索引是排好序的数据结构，每次查询都需要比大小，整型比大小效率要比字符串ASCII码值比大小高

• 整型相比字符串，占用磁盘空间会小很多

• 如果不是自增主键，当不断添加新数据时，mysql也会不断的修改已存在的索引结构来达到平衡

为什么非主键索引结构叶子节点存储的是主键值？

• 节省存储空间，如果非主键索引叶子节点也存储完整数据，必定会耗费更多的磁盘空间

• 保持数据的一致性。当有数据变更时，需要同时维护主键索引与非主键索引的完整数据，如果有一方失败，就会导致数据的差异性。而存储主键值，mysql只需要维护主键就可以了

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另附：

查看mysql文件页大小（16K）：SHOW GLOBAL STATUS like 'Innodb_page_size’;

为什么mysql页文件默认16K？

假设我们一行数据大小为1K，那么一页就能存16条数据，也就是一个叶子节点能存16条数据；再看非叶子节点，假设主键ID为bigint类型，那么长度为8B，指针大小在Innodb源码中为6B，一共就是14B，那么一页里就可以存储16K/14=1170个(主键+指针)

那么一颗高度为2的B+树能存储的数据为：1170*16=18720条，一颗高度为3的B+树能存储的数据为：1170*1170*16=21902400（千万级条）