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标题: Mysql 的Innodb引擎和Myisam数据结构和区别 [打印本页]

作者: 曹旭辉 时间: 2022-6-24 13:10
标题: Mysql 的Innodb引擎和Myisam数据结构和区别
先大体看一下MySQL的SQL layer层的一个架构流程：

对一些关键模块做一下简单的描述:
1. 初始模块：初始一些参数，比如初始myinit配置文件（在安装的根目录下）里的一些参数。
2. 连接管理模块：启动监听，监听连接请求
3. 连接进程模块：可以理解为线程池
4. 用户模块：检验用户，令牌和权限
5. 命令分发器：处理不同类型的请求
6. 查询缓存模块：做缓存处理，做查询的cache,可以理解为一个Map，查询语句为key，结果值为value
7. 日志记录模块
8. 命令解析器（parser）：对于不同类型的sql语句进行处理分发，select：查询优化器，dml：表变更模块，ddl：表维护模块，rep：复制模块（主从复制），status：状态模块。
9. 访问控制：
10. 表管理模块：
11. 存储引擎接口：和Storage Engines打交道

直接来到Storage Engines，这讲的最多的就是引擎了，如：
Myisam、Innodb、Faicon、Memory、Archive等等引擎

而我们常用的是Innodb和Myisam这两种，这两种索引最直接的区别，可以从采用对应引擎而生成的数据表文件，进行对比。比如：采用Innodb引擎生成表A，采用Myisam索引生成表B。
现在可以从Mysql安装目录/data/数据库名，这个目录下看到有5个文件：
A.frm : 表定义文件
A.ibd ：数据和索引都存储在这个文件

B.frm ：表定义文件
B.myd ：数据文件
B.myi ：索引文件

显然，两者从文件上体验出来的区别就是，Myisam是把数据和索引分开存储在两个不同的文件里。（那其本质里的区别是什么？急啥）

且看，衡量一个索引的标准是什么？
就是，IO渐进复杂度，翻译成人话就是：当数据越来越多的时候，索引是否依然高效，即查询依然那么快。

一个索引是否高效在某种程度上取决于其采用的索引结构。
Hash索引：
对索引字段做Hash计算，落到不同槽里面，有个明显的缺点是，无法做范围查询，例如 select * from data where id >1
Fulltext索引：
全文搜索索引，比如字段的值是：abcdefghijk，它就会再生成一列abcde* ,用于前缀的模糊全文搜索。
R-Tree索引：
引用的场景主要是空间索引，比如说，美团上订电影票，就可以选择3km范围内的影院，结果就搜出来了。

B-Tree索引：
这个索引就是我要重点讲的索引，因为Innodb和Myisam采用的是B+ Tree 索引，而B+ Tree是从B-Tree基础上演变而来。

那B-Tree是怎么样的呢？如图：

每个节点上有一个索引（上方的数字，id的值），和索引对应的数据（下方蓝色：id, name）

而B+Tree：

上方白色的数字都为索引的key，而data全放在下面。（居于此结构，如果想知道它是怎么根据key从上到下找到对应的data的，我提供一个非常好玩的web工具，去玩一下琢磨一下。https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/Algorithms.html）

虽然Innodb和Myisam都是采用B+Tree索引，但是它们是有区别的，如图：

前面已经说了，Myisam引擎方式的，会把索引和数据分开存储在两个文件中，一个文件负责数据的插入、更新等，另一个负责索引的维护。如图，索引中白色的key为索引的值，下面浅绿色为data：对应数据的地址。如果多个索引就，就多个这种模式，如图，以name为索引，也是一样。

而Innodb:如图：

上面也提到，Innodb是把数据和索引都放在同一个文件里的，那索引和数据共存的形式是：如图，白色中的为key，即使索引，当从上到下找到对应的key之后，key下面存放的就是整条对应的数据了，而不是想Myisam那样存放的是数据对应的地址了。

那么问题来了，Innodb多个索引的话，是一种什么样的存在呢，还是如上图右方，增加字段name为索引：它就会建立一个副索引树，同样的结构，白色key索引存放的是name字段对应的值，而蓝色方的data存放的是主索引树的key。

举个例子，当id和name都作为索引的时候，执行select * from table where name = ‘james’ ，

第一步会先在副索引找到key为james的data为1，1是主索引的key。
第二步再到主索引找到key为对1的数据。（select * from table where id= 1）

多提一句，像这种索引的方式叫“聚集索引”，理解为key和data都绑定在一起了。
而Myisam的那种索引的方式叫做“非聚集索引”。

对于B+Tree这种索引，讨论一下uuid和自增id。
Uuid是32位的，毋庸置疑，相对于自增id，uuid的存储空间是较大的。而且uuid为索引时，其要进行较复杂的运算，最终确定索引的key要插入到哪个位置。

而自增id，它符合每次加1的规则，而且规矩已经确定了，它不要做过多的运算，直接从左到右进行横向的扩展（插入），这样性能就有了差别，如图（B+Tree树的高度是固定的，为4层）：

即使是这样，uuid依然在一些项目依然有它市场：
自增id虽然有多个优点，但实际大型项目中却很少采用自增长id的，这是为什么呢？因为uuid几乎保证了不同数据库的不同表的id唯一，可以进行数据切分合并，而自增长id只能保证一个数据库中的一张表的id唯一，进行数据库合并的话并然会因主键冲突而失败，这是一个硬伤。

而且有博主说：分布式架构，意味着需要多个实例中保持一个表的主键的唯一性。这个时候普通的单表自增ID主键就不太合适，因为多个mysql实例上会遇到主键全局唯一性问题

再谈谈组合索引的一些小问题
组合索引是有顺序的，叫做最左原则。什么意思呢。举个例子：
name、age、weight 这3个字段组成组合索引，name排在第1位，那么查询语句where 后面必须要有name=”value”这个条件，否则此索引是不起作用的，这叫最左原则。
再引用网上的一个例子：

索引的好处就是：
1. 提高检索效率
2. 降低排序成本，索引对应的字段是会有一个自动排序功能的，默认是升序asc。

Every coin has two sides，它缺点是
1. 更新索引的IO量。
就是说，当插入一条数据的时候，除了插入数据的本身，还要插入该数据对应索引信息的节点，如果对应的表是多个索引的，就插入多个数据对应的索引信息节点。而且这些都是以文件类型存储在硬盘上的。

2. 调整索引所致的计算量，
这个又是怎么理解呢，举个例子，像B-tree索引，在插入索引之前，都要进行计算，该索引要申请多少的空间，插入到哪个位置。

3. 占用存储空间。

竟然索引有坏有好，什么时候需要索引，什么时候不需要？
适合：
1. 较频繁的作为查询条件的字段应该创建索引
不适合：
1. 字段值的唯一性太差不适合单独做索引
2. 更新非常频繁的字段不是
3. 不会出现在where句中的字段不适合。

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