【MYSQL】 ——索引(B树B+树)、设计栈

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
RDS MySQL Serverless 高可用系列,价值2615元额度,1个月
简介: 索引的特点,使用场景,操作,底层结构,B树B+树,MYSQL设计栈

image.gif 编辑

阿华代码,不是逆风,就是我疯

你们的点赞收藏是我前进最大的动力!!

希望本文内容能够帮助到你!!

目录

一:索引的特点

二:索引适用的场景

三:MySQL中索引操作

1:查看索引

2:创建索引

3:删除索引

四:数据库的索引底层结构

1:B树

特点:

2:B+树

特点:

五:MYSQL设计栈

1:一对一

2:一对多

3:多对多

4:效率问题


前引:考虑有一本书。如何快速找到一个章节所在的位置,就需要一个目录。

在数据库中,进行条件查询的时候,我们经常需要遍历表,数据库是把数据存储在硬盘上,此处的时间复杂度O(N)比数据结构中的O(N)要慢很多,因此就可以给数据库引入索引,来提高查询的速度。

之前我们学习的MySQL中的parimary key 和 foreign key 和 unique 都会自动生成索引,这几个操作都会频繁涉及到查询

一:索引的特点

1:加快查询的速度

2:索引自身是一定的数据结构,也要占据存储空间

3:当我们需要进行(增删改)的时候,先根据条件查找(有索引的话就会比较快),之后的(增删改操作)也需要针对索引进行更新

4:一个表的索引可以有多个

例如字典的目录:可以根据汉字拼音首字母快速查询,也可以按照偏旁,笔画等进行查询

二:索引适用的场景

1:对于存储空间要求不高的(存储空间比较充裕)

2:应用场景中,查询较多,增删改操作不多的。(读多写少的场景在web中是很常见的)

三:MySQL中索引操作

1:查看索引

show index from 表名;

查看某个表是否有索引,以及有几个索引

image.gif 编辑 image.gif 编辑

2:创建索引

注:危险操作,如果表是空的或者数据比较少,创建索引没关系,如果表中数据量非常大,创建索引就会触发大量的硬盘IO,很容易把数据库搞挂了

create index 索引名 on 表名(列名)

代码:create index index_student_name on student (name);

image.gif 编辑

3:删除索引

drop index 索引名 on 表名

注:危险操作,在创建索引之初,我们就要设计规划好表的索引,但是在实际开发中,总会遇到需要添加索引的情况

解决方案:重新搞一台机器,搭建数据库,把生产环境数据库的数据表创建好,并且加上索引,把生产环境数据库的数据,导入到新的数据库中(导入过程非常耗时,但是并不影响生产环境正常工作),用新的数据库的这个机器,替代旧机器

四:数据库的索引底层结构

1:B树

B树又叫B-树(非念B减树,只是符号),B树是一个有序的N叉搜索树,每一个节点上可能有N个值,N个值划分出来N+1个区间

image.gif 编辑

特点:

①:同样高度的B树和二叉搜索树,前者能表示的元素个数更多

②:在搜索的时候B树的比较次数更多

③:虽然B树总的比较次数更多,但是B树的硬盘IO读取次数更少,成本更低(一次硬盘读取相当于内存1w次比较)

解释:同样多的元素个数下,B树存储元素所需要的节点数更少,而硬盘1次读取,是把节点中所有元素一次性读取出来,

2:B+树

在B树的基础上,做出了改进,B+树也是N叉搜索树,划分出来N个区间,根节点上的最后一个值为最大/小值

image.gif 编辑

特点:

(1):B+树一个节点中有N 个key,每个key划分出来N个区间,

(2):根节点中出现的值,在子树中会重复出现

重复出现的优点:

①无需回溯——例子:进行范围查询 id > 4 , id <=10 ,  根据4找到对应的位置,沿着链表在往后面进行查询就可以了,无需在对树进行回溯

②查询时间稳定——查询任何一个元素,都是要从根节点查询到叶子节点的,过程中IO硬盘读取的次数是一样的(稳定比快速更重要)

③存储数据便捷——根节点存储关键字key,叶子结点只需要存储数据即可(例子:如图)。

image.gif 编辑

补充:非叶子节点中存储的关键字key所占空间非常小,占空间大的数据都在叶子节点中,,这些数据都可以缓存到内存当中,正在查询的时候只需要比较内存当中的数据即可,大大减少了硬盘IO的比较次数,节约了成本。

3:每个节点中的最后一个key,是最大值或者最小值,

4:叶子节点之间用链式结构进行连接

五:MYSQL设计栈

谈及“数据库设计”,就是根据需求,来把需要的表给创建出来

1:先根据需求,找到实体

2:梳理清楚实体之间的关系,每个实体之间,需要理清楚关系,不同的关系下,有不同的设计表的方式。

三种关系来设计表

1:一对一

例如:教务系统

学生(实体):学号,班级,姓名,联系方式,入学时间.........

账户(描述这个实体):账户名,密码,注册时间,上次登录时间,登陆地点..........

方案一:搞一张大表,把这些信息全部放在一起

方案二:搞两张表。用id引用过来,建立联系

student(studentId ,studentName.......)

account(accountId,username,password.......,studentId)

2:一对多

例如:班级和学生(一个班级可以包含多个学生,一个学生只能从属一个班级)

image.gif 编辑

3:多对多

例如:学生和课程(一个学生可以选择多个课程,一个课程可以被多个学生选择)

image.gif 编辑

4:效率问题

在上一章节我们引入了约束这个概念,约束这些关键词有利也有弊,它们提高了数据正确性,但是影响数据库的执行效率(即牺牲了执行效率,但是换来了开发效率)

在开发中我们往往要考虑两部分

1:执行效率(机器硬件成本较低)

2:开发效率(优先,人力成本较高,更注重这个方面)

相关实践学习
如何快速连接云数据库RDS MySQL
本场景介绍如何通过阿里云数据管理服务DMS快速连接云数据库RDS MySQL,然后进行数据表的CRUD操作。
全面了解阿里云能为你做什么
阿里云在全球各地部署高效节能的绿色数据中心,利用清洁计算为万物互联的新世界提供源源不断的能源动力,目前开服的区域包括中国(华北、华东、华南、香港)、新加坡、美国(美东、美西)、欧洲、中东、澳大利亚、日本。目前阿里云的产品涵盖弹性计算、数据库、存储与CDN、分析与搜索、云通信、网络、管理与监控、应用服务、互联网中间件、移动服务、视频服务等。通过本课程,来了解阿里云能够为你的业务带来哪些帮助 &nbsp; &nbsp; 相关的阿里云产品:云服务器ECS 云服务器 ECS(Elastic Compute Service)是一种弹性可伸缩的计算服务,助您降低 IT 成本,提升运维效率,使您更专注于核心业务创新。产品详情: https://www.aliyun.com/product/ecs
相关文章
|
4天前
|
SQL 存储 关系型数据库
MySQL原理简介—9.MySQL索引原理
本文详细介绍了MySQL索引的设计与使用原则,涵盖磁盘数据页的存储结构、页分裂机制、主键索引设计及查询过程、聚簇索引和二级索引的原理、B+树索引的维护、联合索引的使用规则、SQL排序和分组时如何利用索引、回表查询对性能的影响以及索引覆盖的概念。此外还讨论了索引设计的案例,包括如何处理where筛选和order by排序之间的冲突、低基数字段的处理方式、范围查询字段的位置安排,以及通过辅助索引来优化特定查询场景。总结了设计索引的原则,如尽量包含where、order by、group by中的字段,选择离散度高的字段作为索引,限制索引数量,并针对频繁查询的低基数字段进行特殊处理等。
MySQL原理简介—9.MySQL索引原理
|
2天前
|
存储 关系型数据库 MySQL
MySQL底层概述—6.索引原理
本文详细回顾了:索引原理、二叉查找树、平衡二叉树(AVL树)、红黑树、B-Tree、B+Tree、Hash索引、聚簇索引与非聚簇索引。
MySQL底层概述—6.索引原理
|
1月前
|
SQL 存储 关系型数据库
MySQL秘籍之索引与查询优化实战指南
最左前缀原则。不冗余原则。最大选择性原则。所谓前缀索引,说白了就是对文本的前几个字符建立索引(具体是几个字符在建立索引时去指定),比如以产品名称的前 10 位来建索引,这样建立起来的索引更小,查询效率更快!
115 22
 MySQL秘籍之索引与查询优化实战指南
|
22天前
|
存储 关系型数据库 MySQL
MySQL索引学习笔记
本文深入探讨了MySQL数据库中慢查询分析的关键概念和技术手段。
|
24天前
|
存储 关系型数据库 MySQL
浅入浅出——MySQL索引
本文介绍了数据库索引的概念和各种索引结构,如哈希表、B+树、InnoDB引擎的索引运作原理等。还分享了覆盖索引、联合索引、最左前缀原则等优化技巧,以及如何避免索引误用,提高数据库性能。
|
21天前
|
关系型数据库 MySQL 数据库连接
数据库连接工具连接mysql提示:“Host ‘172.23.0.1‘ is not allowed to connect to this MySQL server“
docker-compose部署mysql8服务后,连接时提示不允许连接问题解决
|
8天前
|
关系型数据库 MySQL 数据库
Docker Compose V2 安装常用数据库MySQL+Mongo
以上内容涵盖了使用 Docker Compose 安装和管理 MySQL 和 MongoDB 的详细步骤,希望对您有所帮助。
77 42
|
26天前
|
缓存 关系型数据库 MySQL
【深入了解MySQL】优化查询性能与数据库设计的深度总结
本文详细介绍了MySQL查询优化和数据库设计技巧,涵盖基础优化、高级技巧及性能监控。
197 0
|
2月前
|
存储 Oracle 关系型数据库
数据库传奇:MySQL创世之父的两千金My、Maria
《数据库传奇:MySQL创世之父的两千金My、Maria》介绍了MySQL的发展历程及其分支MariaDB。MySQL由Michael Widenius等人于1994年创建,现归Oracle所有,广泛应用于阿里巴巴、腾讯等企业。2009年,Widenius因担心Oracle收购影响MySQL的开源性,创建了MariaDB,提供额外功能和改进。维基百科、Google等已逐步替换为MariaDB,以确保更好的性能和社区支持。掌握MariaDB作为备用方案,对未来发展至关重要。
72 3
|
2月前
|
安全 关系型数据库 MySQL
MySQL崩溃保险箱:探秘Redo/Undo日志确保数据库安全无忧!
《MySQL崩溃保险箱:探秘Redo/Undo日志确保数据库安全无忧!》介绍了MySQL中的三种关键日志:二进制日志(Binary Log)、重做日志(Redo Log)和撤销日志(Undo Log)。这些日志确保了数据库的ACID特性,即原子性、一致性、隔离性和持久性。Redo Log记录数据页的物理修改,保证事务持久性;Undo Log记录事务的逆操作,支持回滚和多版本并发控制(MVCC)。文章还详细对比了InnoDB和MyISAM存储引擎在事务支持、锁定机制、并发性等方面的差异,强调了InnoDB在高并发和事务处理中的优势。通过这些机制,MySQL能够在事务执行、崩溃和恢复过程中保持
116 3