MySQL索引深入剖析-索引落地

B+Tree 落地形式

MySQL 架构

MySQL 是一个支持插件式存储引擎的数据库。在 MySQL 里面,每个表在创建的时候都可以指定它所使用的存储引擎 。

MySQL 数据存储文件

首先,MySQL 的数据都是文件的形式存放在磁盘中的,可以找到这个数据目录的地址。在 MySQL 中有这么一个参数,我们来看一下:

show VARIABLES LIKE 'datadir';   

每个数据库有一个目录,我们新建了一个叫做 idaas的数据库,那么这里就有一个idaas的文件夹。

这个数据库里面我们又建了 5 张表:archive、innodb、memory、myisam、csv。
进入 idaas的目录,发现这里面有一些跟我们创建的表名对应的文件。

在这里我们能看到,每张 InnoDB 的表有两个文件(.frm 和.ibd),MyISAM 的表有三个文件(.frm、.MYD、.MYI)。
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有一个是相同的文件,.frm。 .frm 是 MySQL 里面表结构定义的文件,不管你建表的时候选用任何一个存储引擎都会生成。

主要看一下其他两个文件是怎么实现 MySQL 不同的存储引擎的索引的。

MyISAM

在 MyISAM 里面,另外有两个文件

一个是.MYD 文件,D 代表 Data,是 MyISAM 的数据文件,存放数据记录,比如我们的 user_myisam 表的所有的表数据。
一个是.MYI 文件,I 代表 Index,是 MyISAM 的索引文件,存放索引,比如我们在id 字段上面创建了一个主键索引,那么主键索引就是在这个索引文件里面。

也就是说,在 MyISAM 里面,索引和数据是两个独立的文件。
那我们怎么根据索引找到数据呢?
MyISAM 的 B+Tree 里面,叶子节点存储的是数据文件对应的磁盘地址。所以从索引文件.MYI 中找到键值后,会到数据文件.MYD 中获取相应的数据记录。
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这里是主键索引,如果是辅助索引,有什么不一样呢?

在 MyISAM 里面,辅助索引也在这个.MYI 文件里面。

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辅助索引跟主键索引存储和检索数据的方式是没有任何区别的,一样是在索引文件里面找到磁盘地址,然后到数据文件里面获取数据。
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InnoDB

InnoDB 只有一个文件(.ibd 文件),那索引放在哪里呢?
在 InnoDB 里面,它是以主键为索引来组织数据的存储的,所以索引文件和数据文件是同一个文件,都在.ibd 文件里面。
在 InnoDB 的主键索引的叶子节点上,它直接存储了我们的数据。

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什么叫做聚集索引(聚簇索引)?

就是索引键值的逻辑顺序跟表数据行的物理存储顺序是一致的。(比如字典的目录是按拼音排序的,内容也是按拼音排序的,按拼音排序的这种目录就叫聚集索引)。

在 InnoDB 里面,它组织数据的方式叫做叫做(聚集)索引组织表(clustered indexorganize table),所以主键索引是聚集索引,非主键都是非聚集索引。

如果 InnoDB 里面主键是这样存储的,那主键之外的索引,比如我们在 name 字段上面建的普通索引,又是怎么存储和检索数据的呢?

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InnoDB 中,主键索引和辅助索引是有一个主次之分的。

辅助索引存储的是辅助索引和主键值。如果使用辅助索引查询,会根据主键值在主键索引中查询,最终取得数据。
比如我们用 name 索引查询 name= ‘青山’,它会在叶子节点找到主键值,也就是id=1,然后再到主键索引的叶子节点拿到数据。

为什么在辅助索引里面存储的是主键值而不是主键的磁盘地址呢?如果主键的数据类型比较大,是不是比存地址更消耗空间呢?
我们前面说到 B Tree 是怎么实现一个节点存储多个关键字,还保持平衡的呢?
**是因为有分叉和合并的操作,这个时候键值的地址会发生变化,所以在辅助索引里面不能存储地址。 **

另一个问题,如果一张表没有主键怎么办?

1、如果我们定义了主键(PRIMARY KEY),那么 InnoDB 会选择主键作为聚集索引。

2、如果没有显式定义主键,则 InnoDB 会选择第一个不包含有 NULL 值的唯一索引作为主键索引。

3、如果也没有这样的唯一索引,则 InnoDB 会选择内置 6 字节长的 ROWID 作为隐藏的聚集索引,它会随着行记录的写入而主键递增。

select _rowid name from t2;

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