Mysql的InnoDB引擎-5.索引

Posted 2021-02-27 名字可以起这么长

B+树索引

B+树索引的本质就是B+树在数据库中的实现。但是B+树索引在数据库中有一个特点就是高扇出性，因此在数据库中，B+树的层高一般都在2～4层，意味着查询某一个键值的行记录最多需要2～4次IO。B+树索引分为聚集索引和辅助索引。

聚集索引

聚集索引就是根据数据表的主键构造一颗B+树，同时叶子节点中存放的即为整张表的行记录数据，也将聚集索引的叶子节点成为数据页。

聚集索引的存储并不是物理结构上连续的，而是逻辑上连续的。

• 页是通过双向链表连接，页按照主键的顺序排序。
• 每个页中的记录也是通过双向链表进行维护的，物理存储上可以同样不按照主键存储。

辅助索引

辅助索引也称为非聚集索引，叶子节点并不包含行记录的全部数据。叶子节点除了包含键值之外，每个叶子节点中的索引行中还包含了一个书签。

该书签是用来告诉InnoDB存储引擎哪里可以找到与索引相对应的行数据，存储的具体内容是聚集索引的键。

辅助索引的存在并不影响数据在聚集索引的组织，所以每个表可以创建多个辅助索引，当通过辅助索引查询数据的时候，InnoBD先通过辅助索引查询到主键索引的主键，然后再通过主键索引来找到一个完整的行记录。

索引管理

通过Alter table或者create/drop index 创建或者删除索引。查看某个表的索引可以通过 show index from table_name，结果如下图：

• Table：索引所在的表名
• Non_unique：非唯一索引，primary_key为0，如果是非唯一索引值为1
• Key_name：索引的名字
• Seq_in_index：索引中该列的位置
• Column_name：索引列的名字
• Collation：列以什么方式存放在索引中，可以是A或者NULL。B+树索引是A，即排序的。NULL表示非排序的（比如自适应Hash索引）
• Cardinality：表示索引中谓一致的数据的预估值。Cardinality / 表行数尽可能接近1，如果非常小，这个索引的意义就很小。
• Sub_part：是否是列的部分索引，如果不为NULL，表示对某一列的前N个字符进行索引。
• Packed：关键字如何被压缩。如果没有压缩，NULL
• NULL：是否索引列含有NULL值，如果是yes，表示可以允许NULL值
• Index_type：索引类型，InnoDB只支持B+树索引
• Comment：注释信息

Cardinality

Cardinality值表示索引中不重复记录数据的预估值。Cardinality/n rows in table应该尽可能的接近1。

统计Cardinality是通过采样的方法完成的。Cardinality统计信息的更新发生在Insert或者Update操作中，但是并不是每次都会更新。更新策略为：

• 表中1/16的数据已经发生过变化。
• stat_modified_counter>2000000000 (stat_modified_counter用来记录发生变化的次数)

Cardinality采样是根据索引的8个叶子节点进行采样，然后通过8个节点预估出所有叶子节点的总和，得到Cardinality值，所以每次得到的值都不是准确不变的。

计算公式 Cardinality = （P1+P2+....+P8）* A/8   P为采样的节点1～8，A为叶子节点数量。

注意：如果表足够小，那么表的索引叶子节点小于或者等于8，那么每次计算的值就会相同。

Index的其他内容

Fast Index Creation

5.5之前mysql数据库对于索引的添加或者删除这类的DDL操作，过程为：

• 首先创建一张临时表，表结构为通过alter table新定义的结构
• 然后把原表数据导入到临时表
• 接着删除原表
• 最后把临时表命名为原来的表名

如果对一个很大的表进行这样的操作，非常损耗性能。所以出先了Fast Index Creation（FIC）的索引创建方式。

对于辅助索引的创建，在对应的表加上S锁。创建索引过程中不需要重建表，删除索引只要更新内部视图即可，并将辅助索引的空间标记为可用，同时删除Mysql数据库内内部视图上对该表的索引定义即可。

注意：临时表创建的目录是通过tmpdir参数设置，要保证有足够空间创建临时表。FIC操作的时候，加了S锁，所以这个时候只能对数据进行读操作。

Online Schema Change

在线架构改变（OSC）过程：

• init：初始化阶段，验证工作，是有有主键外键触发器等验证
• createCopyTable：创建一个和原表一样的新表
• alterCopyTable：对创建新表进行alter操作，比如新增索引或者列等
• createDeltasTable：创建deltas表，为了创建触发器使用，之后对原表的DML操作会被记录deltas中。
• createTriggers：创建触发器。触发操作产生的记录被写入deltas表中。
• startSnpshotXact：开始OSC操作的事务。
• selectTableIntoOutFile：将原表数据写入新表（为了减少锁定原表的时间，通过分片将数据输出到多个外部文件，默认分片500000）
• dropNCIndexs：导入新表前，删除新表中的所有辅助索引
• loadCopyTable：将导出的分片数据导入新表。
• replayChanges：将OSC过程中原表的DML操作的记录应用到新表中，这些记录被保存到deltas中。
• recreateNCIndexs：重新创建辅助索引
• replayChanges：再次进行DML日志的回放操作，这些日志是在上述创建辅助索引中过程中新产生的日志。
• swapTables：将原表和新表交换名字。需要锁定两张表，不允许新数据产生。（因为改名是很快的操作，所以锁定时间很短）

Online DDL

5.6之后支持在线DDL，一下操作都可以通过在线DDL解决：

• 辅助索引的创建和删除
• 改变自增长值
• 添加或删除外键约束
• 列的重命名

具体语法内容相关，查看博客： https://www.cnblogs.com/cchust/p/4639397.html