MySQL聚簇索引和非聚簇索引的区别

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简介: 笔记

(1)聚簇索引


聚簇索引就是按照每张表的 主键 构造一棵B+树,同时叶子节点中存放的就是整张表的行记录数据,也将聚集索引的叶子节点称为数据页。这个特性决定了索引组织表中数据也是索引的一部分,每张表只能拥有一个聚簇索引。


在 InnoDB 中,只有主键索引是聚簇索引,如果没有主键,则挑选一个唯一键建立聚簇索引。如果没有唯一键,则MySQL自动为InnoDB表生成一个隐含字段来建立聚簇索引,这个字段长度为6个字节,类型为长整形。


聚簇索引的优缺点

优点:


数据访问更快,因为聚簇索引将索引和数据保存在同一个B+树中,因此从聚簇索引中获取数据比非聚簇索引更快

聚簇索引对于主键的排序查找和范围查找速度非常快

缺点:


插入速度严重依赖于插入顺序,按照主键的顺序插入是最快的方式,否则将会出现页分裂,严重影响性能。因此,对于InnoDB表,我们一般都会定义一个自增的ID列为主键

更新主键的代价很高,因为将会导致被更新的行移动。因此,对于InnoDB表,我们一般定义主键为不可更新。

二级索引访问需要两次索引查找,第一次找到主键值,第二次根据主键值找到行数据。


(2)辅助索引(非聚簇索引)


在聚簇索引之上创建的索引称之为辅助索引,辅助索引访问数据总是需要 二次查找。辅助索引叶子节点存储的不再是行的物理位置,而是主键值。通过辅助索引首先找到的是主键值,再通过主键值找到数据行的数据页,再通过数据页中的Page Directory找到数据行。

7.png


(3)InnoDB索引的实现


(3.1)主键索引

MyISAM索引文件和数据文件是分离的,索引文件仅保存数据记录的地址。而在InnoDB中,表数据文件本身就是按B+Tree组织的一个索引结构,这棵树的叶节点data域保存了完整的数据记录。这个索引的key是数据表的主键,因此InnoDB表数据文件本身就是主索引。

8.png


 (图inndb主键索引)是InnoDB主索引(同时也是数据文件)的示意图,可以看到叶节点包含了完整的数据记录。这种索引叫做聚集索引。因为InnoDB的数据文件本身要按主键聚集,所以InnoDB要求表必须有主键(MyISAM可以没有),如果没有显式指定,则MySQL系统会自动选择一个可以唯一标识数据记录的列作为主键,如果不存在这种列,则MySQL自动为InnoDB表生成一个隐含字段作为主键,这个字段长度为6个字节,类型为长整形。


(3.2)InnoDB的辅助索引

InnoDB的所有辅助索引都引用主键作为data域,辅助索引的data域存储相应记录主键的值而不是地址,这也是和MyISAM不同的地方。例如,下图为定义在Col3上的一个辅助索引:

9.png

 InnoDB 表是基于聚簇索引建立的。因此InnoDB 的索引能提供一种非常快速的主键查找性能。不过,它的辅助索引(Secondary Index, 也就是非主键索引)也会包含主键列,所以,如果主键定义的比较大,其他索引也将很大。如果想在表上定义 、很多索引,则争取尽量把主键定义得小一些。InnoDB 不会压缩索引。



(4)MyISAM索引的实现


MyISAM索引文件和数据文件是分离的,索引文件仅保存数据记录的地址


(4.1)主键索引

MyISAM引擎使用B+Tree作为索引结构,叶节点的data域存放的是数据记录的地址。下图是MyISAM主键索引的原理图:

10.png

这里设表一共有三列,假设我们以Col1为主键,图myisam1是一个MyISAM表的主索引(Primary key)示意。可以看出MyISAM的索引文件仅仅保存数据记录的地址。


(4.2)辅助索引(Secondary key)

在MyISAM中,主索引和辅助索引(Secondary key)在结构上没有任何区别,只是主索引要求key是唯一的,而辅助索引的key可以重复。如果我们在Col2上建立一个辅助索引,则此索引的结构如下图所示:

11.png

 同样也是一颗B+Tree,data域保存数据记录的地址。因此,MyISAM中索引检索的算法为首先按照B+Tree搜索算法搜索索引,如果指定的Key存在,则取出其data域的值,然后以data域的值为地址,读取相应数据记录。


MyISM使用的是非聚簇索引,非聚簇索引的两棵B+树看上去没什么不同,节点的结构完全一致只是存储的内容不同而已,主键索引B+树的节点存储了主键,辅助键索引B+树存储了辅助键。表数据存储在独立的地方,这两颗B+树的叶子节点都使用一个地址指向真正的表数据,对于表数据来说,这两个键没有任何差别。由于索引树是独立的,通过辅助键检索无需访问主键的索引树。


为了更形象说明这两种索引的区别,我们假想一个表如下图存储了4行数据。其中Id作为主索引,Name作为辅助索引。图示清晰的显示了聚簇索引和非聚簇索引的差异。

12.png


(5)总结


MySQL聚簇索引和非聚簇索引的区别:


聚簇索引的叶子节点存放的是主键值和数据行,支持覆盖索引

非聚簇索引的叶子节点存放的是主键值或数据记录的地址(InnoDB辅助索引的data域存储相应记录主键的值,MyISAM辅助索引的data域保存数据记录的地址)

MyISAM和InnoDB实现B树索引方式的区别是什么?


InnoDB 主键索引使用的是聚簇索引,MyISAM 不管是主键索引,还是二级索引使用的都是非聚簇索引。

13.png




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