MySQL数据库 InnoDB引擎索引原理与设计索引调优简述

本文涉及的产品
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,高可用系列 2核4GB
简介:   MySQL的InnoDB引擎比较常用,了解它的索引原理,才能在设计索引的时候得心应手,轻松应对数据库表的优化。  也叫聚簇索引。  聚集索引 !=主键索引;  任何表都必然会有聚集索引,而主键索引并非必然存在。

  MySQL的InnoDB引擎比较常用,了解它的索引原理,才能在设计索引的时候得心应手,轻松应对数据库表的优化。

  也叫聚簇索引。

  聚集索引 !=主键索引;

  任何表都必然会有聚集索引,而主键索引并非必然存在。

  存在主键时,聚集索引选择主键索引来建立 没有主键时,聚集索引选择在后面的第一个唯一索引的列建立 没有唯一索引时,创建隐含列row_id来建立聚集索引,row_id是6位的整型,不能被引用

  实践中,通常都会指定主键,所以它们通常是同一回事。

  所有索引都是 B+Tree 方式存储,高度维持在3~4层, 只有叶子节点存储数据(这里已然是存了每行的所有列的数据);

  聚集索引的叶子节点数据, 逻辑上按照索引列正序排序,物理上不连续 ;

  每个节点的大小等于内存中的一页的大小(页是计算机管理存储器的逻辑块,许多OS中,页的大小通常为4K),使得每次获取一个节点时只需要一次IO;

  一个节点内的数据不一定填满整个节点,如果需要插入数据时,可快速插入而不必分拆节点。

  叶子节点的数据即是表数据的实际存储位置 ,当不使用任何索引查询时,直接按原正序遍历数据。

  也叫二级索引。

  所有索引都是 B+Tree 方式存储,高度维持在3~4层,只有二手叶子节点存储数据,但 叶子节点只存了聚集索引的列(如果聚集索引是主键,那么就是存了主键id的值,否则就是隐含列row_id;后面为省事直接叫id,实际意义以此描述为准);

  可以将辅助索引理解为一个小表,数据列含有索引列及id。

  索引覆盖:

  查询的 列范围是本次查询使用的索引包含的列及id 时,即为索引覆盖,表示本次查询的列的数据可以直接从索引中获取,不需要回表查询;

  查询语句前加上 explain 分析时,extra 列的值是 using index 时就表示本次查询属于索引覆盖。

  回表:

  相反,查询的列范围超出本次查询使用的索引包含的列及id时, 其他列的数据无法在索引中确定,必须要回表获取 ——这种行为就是回表;

  查询语句前加上 explain 分析时,extra 列的值是 using index condition,表示本次查询使用了索引的结果作为条件再回表获取数据。

  回表时, 通过辅助索引存储的id,去聚集索引直接定位获取对应的数据 ,再取出对应的列。

  小结:

  如果能够 避免回表,有助于提升查询的速度 。

  对于使用 Redundant 或者 Compact 格式的 InnoDB 表,索引键前缀长度限制为767字节。如果 TEXT 或 VARCHAR 列的前缀索引超过191个字符,则可能会达到此限制(假定为 utf8mb4 字符集,每个字符最多4个字节)。

  设计表时, 尽量给出合理的长度 ,避免字段太长导致索引长度过长,进而影响索引的性能。

  因为索引虽然加快查询速度,但是过多的索引也会成为数据库的负担,毕竟索引也需要磁盘存储起来的。

  与之相对的是单列索引,即是只在一个列上加索引的情况;

  单列索引无法满足需求时,可通过多个字段创建复合索引,也叫组合索引,也有些人习惯性的叫联合索引等,叫法不重要,反正就那意思。

  复合索引遵循 最左匹配原则 ,就是说查询时,右边或中间的字段可以少,左边的不可以少,否则索引失效。

  设计复合索引时需要注意:

  选择性好的字段在前(即使用频繁的字段),反之在后 用于范围查询的字段在后,即使用 between、in、>、<、>=等的情况

  因为复合索引遵循最左匹配原则,否则索引失效,但在 MySQL8.0 之后对某些特殊情况做了优化,即:如果左边的列缺失,但是 左边列的唯一值少而右面列的唯一值多 时,数据库直接跳过左边的列进行索引扫描,而不是直接遍历表。

  跳跃索引是优化的结果,并不是必然存在(不符合条件就不存在),也不是存在过以后就一直存在(刚开始符合条件但后面数据的变化导致不符合条件,以后也不会存在),所以最好还是不要依赖数据库的优化,同时要认清MySQL数据库的版本。

  本文讲述了聚集索引与辅助索引的概念及其数据结构,基于 B+Tree 数据结构进一步说明了索引覆盖与回表是如何发生的,以及各种索引设计时需要注意的地方。

相关实践学习
如何快速连接云数据库RDS MySQL
本场景介绍如何通过阿里云数据管理服务DMS快速连接云数据库RDS MySQL,然后进行数据表的CRUD操作。
全面了解阿里云能为你做什么
阿里云在全球各地部署高效节能的绿色数据中心,利用清洁计算为万物互联的新世界提供源源不断的能源动力,目前开服的区域包括中国(华北、华东、华南、香港)、新加坡、美国(美东、美西)、欧洲、中东、澳大利亚、日本。目前阿里云的产品涵盖弹性计算、数据库、存储与CDN、分析与搜索、云通信、网络、管理与监控、应用服务、互联网中间件、移动服务、视频服务等。通过本课程,来了解阿里云能够为你的业务带来哪些帮助 &nbsp; &nbsp; 相关的阿里云产品:云服务器ECS 云服务器 ECS(Elastic Compute Service)是一种弹性可伸缩的计算服务,助您降低 IT 成本,提升运维效率,使您更专注于核心业务创新。产品详情: https://www.aliyun.com/product/ecs
目录
相关文章
|
25天前
|
存储 缓存 关系型数据库
【MySQL进阶篇】存储引擎(MySQL体系结构、InnoDB、MyISAM、Memory区别及特点、存储引擎的选择方案)
MySQL的存储引擎是其核心组件之一,负责数据的存储、索引和检索。不同的存储引擎具有不同的功能和特性,可以根据业务需求 选择合适的引擎。本文详细介绍了MySQL体系结构、InnoDB、MyISAM、Memory区别及特点、存储引擎的选择方案。
【MySQL进阶篇】存储引擎(MySQL体系结构、InnoDB、MyISAM、Memory区别及特点、存储引擎的选择方案)
|
30天前
|
存储 关系型数据库 MySQL
MySQL存储引擎详述:InnoDB为何胜出?
MySQL 是最流行的开源关系型数据库之一,其存储引擎设计是其高效灵活的关键。InnoDB 作为默认存储引擎,支持事务、行级锁和外键约束,适用于高并发读写和数据完整性要求高的场景;而 MyISAM 不支持事务,适合读密集且对事务要求不高的应用。根据不同需求选择合适的存储引擎至关重要,官方推荐大多数场景使用 InnoDB。
71 7
|
1月前
|
存储 关系型数据库 MySQL
Mysql索引:深入理解InnoDb聚集索引与MyisAm非聚集索引
通过本文的介绍,希望您能深入理解InnoDB聚集索引与MyISAM非聚集索引的概念、结构和应用场景,从而在实际工作中灵活运用这些知识,优化数据库性能。
144 7
|
1月前
|
存储 关系型数据库 MySQL
MySQL引擎InnoDB和MyISAM的区别?
InnoDB是MySQL默认的事务型存储引擎,支持事务、行级锁、MVCC、在线热备份等特性,主索引为聚簇索引,适用于高并发、高可靠性的场景。MyISAM设计简单,支持压缩表、空间索引,但不支持事务和行级锁,适合读多写少、不要求事务的场景。
63 9
|
1月前
|
存储 缓存 数据库
数据库索引采用B+树不采用B树的原因?
B+树优化了数据存储和查询效率,数据仅存于叶子节点,便于区间查询和遍历,磁盘读写成本低,查询效率稳定,特别适合数据库索引及范围查询。
44 6
|
2月前
|
存储 缓存 数据库
数据库索引采用B+树不采用B树的原因
B+树相较于B树,在数据存储、磁盘读写、查询效率及范围查询方面更具优势。数据仅存于叶子节点,便于高效遍历和区间查询;内部节点不含数据,提高缓存命中率;查询路径固定,效率稳定;特别适合数据库索引使用。
38 1
|
2月前
|
存储 Oracle 关系型数据库
【赵渝强老师】MySQL InnoDB的数据文件与重做日志文件
本文介绍了MySQL InnoDB存储引擎中的数据文件和重做日志文件。数据文件包括`.ibd`和`ibdata`文件,用于存放InnoDB数据和索引。重做日志文件(redo log)确保数据的可靠性和事务的持久性,其大小和路径可由相关参数配置。文章还提供了视频讲解和示例代码。
174 11
【赵渝强老师】MySQL InnoDB的数据文件与重做日志文件
|
2月前
|
存储 Oracle 关系型数据库
【赵渝强老师】MySQL InnoDB的表空间
InnoDB是MySQL默认的存储引擎,主要由存储结构、内存结构和线程结构组成。其存储结构分为逻辑和物理两部分,逻辑存储结构包括表空间、段、区和页。表空间是InnoDB逻辑结构的最高层,所有数据都存放在其中。默认情况下,InnoDB有一个共享表空间ibdata1,用于存放撤销信息、系统事务信息等。启用参数`innodb_file_per_table`后,每张表的数据可以单独存放在一个表空间内,但撤销信息等仍存放在共享表空间中。
|
2月前
|
存储 Oracle 关系型数据库
【赵渝强老师】MySQL InnoDB的段、区和页
MySQL的InnoDB存储引擎逻辑存储结构与Oracle相似,包括表空间、段、区和页。表空间由段和页组成,段包括数据段、索引段等。区是1MB的连续空间,页是16KB的最小物理存储单位。InnoDB是面向行的存储引擎,每个页最多可存放7992行记录。
|
2月前
|
存储 Oracle 关系型数据库
【赵渝强老师】MySQL的InnoDB存储引擎
InnoDB是MySQL的默认存储引擎,广泛应用于互联网公司。它支持事务、行级锁、外键和高效处理大量数据。InnoDB的主要特性包括解决不可重复读和幻读问题、高并发度、B+树索引等。其存储结构分为逻辑和物理两部分,内存结构类似Oracle的SGA和PGA,线程结构包括主线程、I/O线程和其他辅助线程。
【赵渝强老师】MySQL的InnoDB存储引擎