MySQL索引-页结构

前言　　

首先思考一个问题，MySQL可以通过索引提高查询效率，但是有时候某个索引大到达几十个G远远超过了内存的容量MySQL不可能把整个索引全部加载到内存，然后通过查找算法(二叉查找)去查找，MySQL是如何处理这个问题的？

这里MySQL就用到了操作系统中页的概念，操作系统中页的概念是什么？就是加载其中一页的数据到内存，然后在内存中读取，当下一条指令再执行读取数据时，就可以用到这一页的数据，而不用去硬盘中读取（ 磁盘IO）；

 

MySQL通过将索引拆分成页，一页为其最小数据单元，每次读取数据时，加载其中某几页数据即可。

MySQL这种页结构，与书的目录结构几乎一样，如假设有一个非常非常厚的书籍....

 

概念

页可分为索引页和数据页

如下图所示为一个页的结构，数据存储最小单元，mysql默认为16 kb。B+Tree中的一个叶子节点是一页。

所有InnoDB的索引是B树，其中索引记录被存储在树的树叶页。一个索引页的默认大小是16KB。当新记录被插入，InnoDB试着为将来索引记录的插入和更新留下十六分之一的空白页。

如果索引记录以连续的顺序被插入（升序或者降序），结果索引页大约是15/16满。如果记录被以随机的顺序被插入，页面是从1/2到 15/16满。如果索引页的填充因子降到低于1/2，InnoDB试着搜索索引树来释放页。

 

 

页结构图

 图示说明： 1111a，分别表示col1，col2，col3，col4，col5 五列数据。红色标记为以主键构造的主键索引，也为聚簇索引。

用户数据区：数据为链表结构，对于链表结构而言，插入性能较高，而查询性较低，因此这个链表的长度不会很长，那么mysql是怎么解决这个问题的呢？当然是通过页目录来解决。

 

索引结构图

 

（1）为什么页之间会有一个指针？为什么是双向链表结构？ 

当进行范围查询时，如select * from table where id > 3;

首先先会根据索引查找到id=3的那条记录，然后根据next或prev指针横向查找到所有数据行。

 

（2）什么情况下走索引？

当查找时是从上至下进行查找，则认为是走索引的。当查找时是从左至右进行查找时，则为全索引扫描。

 

（3）为什么非叶子节点不存储数据？

树的高度越小，IO次数越少，查询速度就快

 

（4）为什么推荐使用自增主键？

如果不使用自增主键，容易造成页分裂，其实就是B+Tree 重新构建的过程；而避免页分裂最好的方法就是使用主键自增，提高插入性能。