MySql之索引底层深入解析

你。 提交于 2020-01-22 04:21:14

1.索引概念

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1.数据库索引,是数据库的一个排序的数据结构,以协助快速查询、 更新数据库表中数据。

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1.首先数据是以文件的形式存放在磁盘上面的,每一行数据都有它的磁盘地址。如果没有索引的话,
  要从 500 万行数据里面检索一条数据,只能依次遍历这张表的全部数据, 直到找到这条数据。 
2.但是有了索引之后,只需要在索引里面去检索这条数据就行了,因为它是一种特殊的专门用来快速检索的数据结构,
  我们找到数据存放的磁盘地址以后,就可以拿到数据 了。就像我们从一本 500 页的书里面去找特定的一小节的内容,
  肯定不可能从第一页开 始翻。那么这本书有专门的目录,它可能只有几页的内容,它是按页码来组织的,
  可以根据拼音或者偏旁部首来查找,只要确定内容对应的页码,就能很快地找到我们想要的内容。

2.索引类型与创建

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2.1.普通索引(Normal)又称 非唯一索引(None-Unique)

1.普通索引,就是最常规的索引,对于某一列的值来讲,可以重复,对于数据值没有限制,又称非唯一索引
2.例如我们在user表中对name字段进行创建索引idx_user_name(Nonoe-Unique索引),也就是说name这一列的值是可以重复的
  因为对于用户来讲,名字是可能重复的;

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2.2.唯一索引(Unique)

1.唯一索引实际上跟普通索引是相对应的,意味着这一列的值是不能重复的;
2.例如user表中的身份证号字段idno是不能重复的,因此我们创建唯一索引;

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2.3.全文索引(Fulltext)

针对比较大的数据,比如我们存放的是消息内容,有几 KB 的数 据的这种情况,如果要解决 like 查询效率低的问题,可以创建全文索引。
只有文本类型 的字段才可以创建全文索引,比如 char、varchar、text。

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select * from gpmysql.user u where match(u.remark) against('胡天钰' IN NATURAL LANGUAGE MODE);

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3.索引数据结构存储模型推演

3.1.二分查找

1.比如我买了一部手机3000块钱,现在找一个人来猜一下,看看几次能猜对?
2.1000低了,猜10000,高了猜5000还高,猜2000低了,猜2500,如此循环N次

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1.二分查找也叫折半查找,这种方式对于应排好序的数据是比较好的一种方式,如同我们的书本一样
  考虑用有序数组作为索引的数据结构,可以考虑这种方式;
2.有序数组的等值查询和比较查询效率非常高,但是更新数据的时候会出现一个问题, 可能要挪动大量的数据(改变 index)
  所以只适合存储静态的数据  
3.为了支持频繁的修改,比如插入数据,我们需要采用链表。链表的话,如果是单链 表,它的查找效率还是不够高。 
  所以,有没有可以使用二分查找的链表呢? 
  为了解决这个问题,BST(Binary Search Tree)也就是我们所说的二叉查找树诞生了。

3.2.二叉查找树(BST Binary Search Tree)

1.二叉查找树的特点:
  左子树所有的节点都小于父节点,右子树所有的节点都大于父节点。投影到平面以后,就是一个有序的线性表。
  关于二叉树的一些知识大家可以去了解一下数据结构这块;

在线模拟 二叉查找树

https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/BST.html

1.我们现在以此插入下面的数字:19121715131462232127

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1.二叉查找树既能够实现快速查找,又能够实现快速插入。 但是二叉查找树有一个问题: 就是它的查找耗时是和这棵树的深度相关的,
  在最坏的情况下时间复杂度会退化成 O(n)2.比如我们插入1-7,这时候会出现下面的情况  
3.因为左右子树深度差太大,这棵树的左子树根本没有节点——也就是它不够平衡。 所以,我们有没有左右子树深度相差不是那么大,
  更加平衡的树呢? 这个就是平衡二叉树,叫做 Balanced binary search trees,或者 AVL 树(AVL 是 发明这个数据结构的人的名字)。

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3.3. 平衡二叉树(AVL Tree)(左旋、右旋)

https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/AVLtree.html

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