DAY06 - MySQL索引优化
基础章节-01-MySQL数据库服务中级课程 1.00 课程知识章节说明 目前在互联网的实际应用中，各个企业都会比较关注自身网站的数据信息，既要保证数据信息的安全性，同时也要保证数据存储读取效率 并且在特殊的场景下，还要对存储的数据信息进行检索和分析；因此数据库服务业务已经在各行各业应用非常的广泛 对于互联网领域的技术人员，对于数据库服务知识的掌握，也将是在求职时必备的技能，有些时候还会绝对入职的定级和薪资水平。 1.07 数据库服务索引知识 1.7.1 数据库索引相关概念 索引概念介绍： 索引是数据库中用来提高数据读取性能的常用工具，所有mysql列类型都可以被索引，对相关列使用索引； 可以是提高select操作性能的最佳途径，可以尽可能快的锁定要查询数据的范围，从而达到加速查询的目的（减少IO消耗）； 一般索引设置都是应用在比较大的数据表上，比如百万级别、千万级别或亿级别的数据表中，从而完成一些针对性优化； 可以简单理解：数据库索引相当于书的目录，可以借助索引有针对的查看相应数据的信息，避免了全盘检索带来的工作量； 主要利用MySQL中的索引，可以快速锁定查询范围，mysql索引比较适合范围查找数据; 1.7.2 数据库索引类型介绍 在MySQL数据库服务中，是有很多种索引类型的，但是比较常用的索引类型主要有： 序号 类型 说明 B+Tree 类型01 默认类型索引 类型02 Hash 算法类型索引 类型03 R+Tree 空间类型索引 类型04 Fulltext 全文类型索引 数据库数据查找算法演变：（B+Tree索引的由来） 这个举个简单的例子，假设现在一个教室中有100来号人，这时可以派发礼品，通过礼品引诱这100人来报名学习xiaoQ老师课程； 比如礼品是学习课程的1000元代金券，现在把这1000元的代金券随机放到了1到100号盒子其中的一个里面，只有我知道放置的号码； 下面要求这100个人尽量快的猜到1~100号盒子里面，哪个有放置代金券的盒子，当然，我会给予一些合适的提示信息； 这时在场的100号人就需要想一些办法，在我合适的配合下，定位有代金券的盒子，想的办法就等价于是查找算法： 方法一：根据定位的盒子编号顺序，询问是与否，这种方式就可以理解为是遍历算法（全扫描），也可以理解为随机性算法； 方法二：根据定位的盒子编号比较，询问大于小，这种方式就可以理解为是二分算法（定范围），也可以理解为二叉树算法； 看似这种二分算法比遍历算法，更加科学，但是如果代金券放在了第01号或第100号盒子里呢，或者二分节点两侧时呢？ 所以采用二分法依然会存在数据查询不平衡的问题。 通过以上两种算法的介绍，了解到都存在一些缺陷或问题，因此数据库在检索数据信息时，最终采用的算法是B+Tree，其中的B表示平衡 并且BTREE还可以细分为B-tree或B+tree，以及B++tree，其中的加号就是表示增强版或优化版的BTree； 在讲解B+树之前先了解一下树的整体结构，无非就是二叉树、二叉搜索树、平衡二叉树，更高级一点的有红黑树、Btree、B+tree等； 而树的查找性能取决于树的高度，让树尽可能平衡是为了降低树的高度。 为什么MySQL会选用B+树的结构，可以先来看看其他的树形结构： 二叉树： 二叉树的每一个节点都只有两个子节点，当需要向其插入更多的数据的时候，就必须要增加树的高度，而增加树的高度会导致IO消耗大； 对于二叉树而言，它的查找操作的时间复杂度就是树的高度，树的高度越高查询性能就会随着数据的增多越来越低。 二叉树节点中，还存在非正常的倾斜（比如ID自增的情况）的二叉树，查询一次数据就相当于全表搜索，因此二叉树的查询性能特别差 红黑树： 红黑树一种平衡二叉树，它复杂的定义和规则都是为了保证树的平衡性； 对于B++tree算法的底层算法逻辑理解： 利用Btree算法还是快速锁定100个盒子中，有代金券的盒子编号，如下图所示： 将需要存储的数据信息，均匀分配保存到对应页当中，最终数据信息的均匀存储（落盘） 根据页节点存储的数据信息，取出页节节点最小数据信息，并将每个叶节点最小数据信息进行汇总整合，生成相应内部节点数据； 实质上存储的是下层页节点的区间范围，以及与之对应的指针信息，最后构建出内部节点信息； 根据内部节点存储的数据信息，取出内部节点最小数据信息，并将每个内部节点最小值信息进行汇总整合，生成相应根节点数据； 根节点只能有占用一个页区域，如果一个页区域空间不够，需要进行内部节点层次扩展，但是尽量要保证层次越少越好； 实质上存储的是下层内部节点的区域范围，以及与之对应的指针信息，最后构建出独立且唯一的根节点信息； 整个树形结构，越向上节点存储数据的范围越大，然后依次再分发数据到下面的小范围，最终形成多叉树； 由于出现了多叉树，就表示全部数据分布在多个链表上，避免了单条链表存储数据，同时可以实现并发的访问数据 对于加号表示增强，其中增强表示在整个链表上，增加了同级相邻节点之间的双向指针，从而实现相邻节点相互跳转 根据以上B+Tree的结构说明，假设现在需要查找54这个数据值信息所在的数据页：等值查询 根据定义查找的数值信息，首先在根节点中获取数值所在的区间范围和相应指针信息，从而找到下层对应的内部节点信息； 根据定义查找的数据信息，其次在枝节点中获取数值所在的区域范围和相应指针信息，从而找到下层对应的叶子节点信息； 根据定义查找的数据信息，最后在叶子节点中获取最终的数据信息，结果结合上图经历三步完成了数据查找（3*16=48kB）； 在利用BTree查找数据信息时，会结合树形层次结构，来决定查询数据的步骤过程，并且理论上每个数据查找过程步骤相同； ...