【mysql】关于mysql的数据结构特点 索引特点

文章目录

  • 二叉树
    • 红黑树
  • b tree
  • hash结构
  • b+ tree
    • 索引存放特点
      • myisam
      • InnoDB
  • 最左原则
  • 主键相关知识点
  • 缓存池
    • 淘汰机制

前言:翻自己博客 发现缺少mysql数据结构和索引相关内容
两年前整理的mysql知识点 一直存在于博主的笔记本里面
(是的 纸质的那种笔记本 不是程序员吃饭用的笔记本)

二叉树

二叉树特点 小数在左 大数在右

如下图 (鼠标不太方便画图 将就着看吧 能看懂就行):

在这里插入图片描述

当数据不规律的时候 二叉树就会变化成链表 ,所以MySQL放弃二叉树

如下图 : (具体的数字单纯是博主方便鼠标好画 随意举例的)
在这里插入图片描述

红黑树

红黑树也叫平衡二叉树,会自动旋转

在这里插入图片描述
那既然会自动旋转了,解决了变成链表的问题 会不会有其它问题呢?答案是肯定的,当数据量大的时候,树的高度就会增加,如下图:
在这里插入图片描述

b tree

既然红黑树会有高度的问题,那么 b tree就在优化这个问题:

btree在红黑树的基础上,有了更多的根节点,降低了树的高度,从而降低了磁盘访问次数。
当然 根节点是完全可能因为数据的变化而变化的

这也是博主自认为最通俗的理解了,我们可以借助工具网站来观察:
在这里插入图片描述

hash结构

在介绍b+tree之前 我们也简单提一下hash结构,当前mysql版本两大结构就是hash和b+tree了。

hash结构拥有快速的插入和查找速度,但是由于hash的无序性,它并不适合范围查找。

hash结构的主要两大缺点:

  1. 不支持范围查找
  2. 极小概率hash冲突

b+ tree

b+tree在btree的基础上,子节点之间都有指针连接,且子节点是个有序链表,更适合作为数据库索引的结构,更利于查询,自然也更好的支持范围查找。

在这里插入图片描述

索引存放特点

安装过mysql的同学应该都知道 会有一个data文件夹,data文件夹即存放我们的数据

myisam

(data文件夹下)
存放着三种格式的文件,它们分别存放的内容:

.frm文件: 表结构
(这些文件存储表的定义信息,包括列名、数据类型等表结构相关信息。)

.MYD文件:表数据
( 这些文件是MyISAM表的数据文件,存储着实际的行记录和数据内容。)

.MYI文件: 表索引
(这些文件是MyISAM表的索引文件,存储了表的索引信息)

MYI文件的索引其实就是指向数据真实地址的指针
在这里插入图片描述

聚集索引:叶节点包含了完整的数据记录

myisam是非聚集索引(表数据和索引分开存放) 是回表查询,即通过索引,再去.MYD文件中查找数据。

InnoDB

(data文件夹下)
存放着两种格式的文件,它们分别存放的内容:

.frm文件: 表结构
(和myisam一样这些文件存储表的定义信息,包括列名、数据类型等表结构相关信息。)

.idb文件 表数据,表索引
(InnoDB存储引擎的数据和索引都存储在共享的数据文件中,通常以.ibd文件的形式存在。.ibd文件包含了表的实际数据以及与之相关的索引信息。)

innoDB是聚集索引
但在它的二级索引(主键之外的索引)查询操作时,会先查找所在的主键,通过主键再去查找具体数据,也是回表查询。

最左原则

联合主键和模糊查询 都遵循最左前缀原则。

在联合主键中,如果由多个列组合而成,那么查询或者排序时会按照主键中列的顺序从左至右依次进行。也就是说,查询或者排序的效率会受到最左边的列的影响,后面的列则会在前面列的基础上进行进一步的筛选。

例如 t 表中,c1 ,c2是联合索引:

select c1 ,c2 from t where c1 = 1; 这是正确的使用姿势

在模糊查询中,最左原则同样适用,例如 like ‘xx%’ 是可以有效利用索引的 俗称走索引, like '%xx’则不能。

主键相关知识点

  1. 主键推荐用整型,因为b+tree要比较大小,整型比较快
  2. 自增id效率是最高的

那为什么很多项目不用自增id呢? 自增id两大致命缺点:

  1. 不适合分表(分布式系统中不适用)
  2. 很容易被猜到相邻数据 (数据隔离问题)

所以一般都是使用雪花算法,而雪花算法常见的(面试)问题就是时钟回溯,正常发生时钟回溯的概率 是可以忽略不计的,百度的算法是直接抛异常 人工处理,美团有解决方案。

缓存池

InnoDB缓冲池: InnoDB存储引擎使用缓冲池来缓存数据页和索引页,以加快对数据的访问速度。通过在内存中缓存热门数据,可以减少对物理存储设备的访问次数,从而提高系统的性能和响应速度。

淘汰机制

LRU算法:
InnoDB缓冲池会根据LRU(最近最少使用)算法来管理缓存的数据页,确保内存中始终缓存最常访问的数据。

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