淺析MysQL B-Tree 索引

更新時間：2020年11月23日 09:46:20 作者：林慫慫

這篇文章主要介紹了MysQL B-Tree 索引的相關(guān)資料，幫助大家更好的理解和使用MySQL，感興趣的朋友可以了解下

B-Tree 索引

不同的存儲引擎也可能使用不同的存儲結(jié)構(gòu)，i如，NDB集群存儲引擎內(nèi)部實現(xiàn)使用了T-Tree結(jié)構(gòu)存儲這種索引，即使其名字是BTREE；InnoDB使用的是B+Tree。

B-Tree通常一位這所有的值都是按順序存儲的，并且每一個葉子頁道根的距離相同。下圖大致反應(yīng)了InnoDB索引是如何工作的。

為什么mysql索引要使用B+樹，而不是B樹，紅黑樹

看完上面的文章就可以理解為何B-Tree索引能夠快速訪問數(shù)據(jù)了。因為存儲引擎不再需要進行全表掃描獲取需要的數(shù)據(jù)，葉子節(jié)點包含了所有元素信息，每一個葉子節(jié)點指針都指向下一個節(jié)點，所以很適合查找范圍數(shù)據(jù)。

索引對多個值進行排列的依據(jù)是CREATE TABLE 語句中定義索引時的順序。

那么，索引排序的規(guī)則就是按照 last_name ,first_name ,dob 的順序來的。

可以使用 B-Tree 索引的查詢類型
B-Tree索引適用于全鍵值、鍵值范圍或鍵前綴查找。
鍵前綴查找只是用于根據(jù)最左前綴查找。

舉個粒子：

CREATE TABLE People (
  last_name VARCHAR ( 50 ) NOT NULL,
  first_name VARCHAR ( 50 ) NOT NULL,
  dob date NOT NULL,
  gender enum ( 'm', 'f' ) NOT NULL,
KEY ( last_name, first_name, dob ) 
);

這個表的索引如下：

type結(jié)果

type結(jié)果值從好到壞依次是：

system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > ALL

一般來說，得保證查詢至少達(dá)到range級別，最好能達(dá)到ref，否則就可能會出現(xiàn)性能問題。

possible_keys：sql所用到的索引

key：顯示MySQL實際決定使用的鍵（索引）。如果沒有選擇索引，鍵是NULL

（1）全值匹配
全值匹配指的是和索引中的所有列進行匹配。

例如上面的People表的索引（last_name,first_name,dob）可以用于查找last_name='Cuba Allen',first_name='Chuang',dob='1996-01-01'的人。這就是使用了索引中的所有列進行匹配，即全值匹配。

mysql> EXPLAIN select * from People where last_name = 'aaa' and first_name = 'bbb' and dob='2020-11-20' \G;
*************************** 1. row ***************************
     id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
 partitions: NULL
    type: ref
possible_keys: last_name
     key: last_name  <-----可以看到這個key就是我們定義的索引
   key_len: 307
     ref: const,const,const
    rows: 1
  filtered: 100.00
    Extra: NULL
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

（2）匹配最左前綴
可以只使用索引的第一個列進行匹配。

例如可以用于查找last_name='aaa'的人，即用于查找姓為Zeng的人，這里只使用了索引的最左列進行匹配，即匹配最左前綴。

mysql> EXPLAIN select * from People where last_name = 'aaa' \G;
*************************** 1. row ***************************
     id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
 partitions: NULL
    type: ref
possible_keys: last_name
     key: last_name  <----使用了索引
   key_len: 152
     ref: const
    rows: 3
  filtered: 100.00
    Extra: NULL
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

（3）匹配列前綴
可以只匹配某一列的值的開頭部分。

例如可以用于查找last_name LIKE ‘a(chǎn)%'的人，即用于查找所有以Z開頭的姓的人，這里只使用了索引最左列的前綴進行匹配，即匹配列前綴。

mysql> EXPLAIN select * from People where last_name = 'a%' \G;
*************************** 1. row ***************************
     id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
 partitions: NULL
    type: ref
possible_keys: last_name
     key: last_name   <---使用了索引
   key_len: 152
     ref: const
    rows: 1
  filtered: 100.00
    Extra: NULL
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

（4）匹配范圍值
可以只適用索引的第一列查找符合某個范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。

例如可以用于查找last_name BETWEEN ‘a(chǎn)aa' AND ‘a(chǎn)aabbbccc'的人，即用于查找姓在aaa和aaabbbccc之間的人，這里只使用了索引最左列的前綴進行范圍匹配，即匹配范圍值。

mysql> EXPLAIN select * from People where last_name BETWEEN 'aaa' and 'aaabbbccc'\G;
*************************** 1. row ***************************
     id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
 partitions: NULL
    type: range
possible_keys: last_name
     key: last_name  <---使用了索引
   key_len: 152
     ref: NULL
    rows: 3
  filtered: 100.00
    Extra: Using index condition
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

（5）精確匹配某一列并范圍匹配另外一列
可以使第一列全匹配，第二列范圍匹配。

例如可以用于查找last_name='aaa' AND first_name LIKE 'b%'的人，即用于查找姓是Zeng，名字以C開頭的人，這里使用了索引的最左列精確匹配，第二列進行范圍匹配。

mysql> EXPLAIN select * from People where last_name = 'aaa' and first_name like 'b%'\G;
*************************** 1. row ***************************
     id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
 partitions: NULL
    type: range
possible_keys: last_name
     key: last_name  <---使用了索引
   key_len: 304
     ref: NULL
    rows: 1
  filtered: 100.00
    Extra: Using index condition
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

（6）只訪問索引的查詢
查詢只需訪問索引，而無須訪問數(shù)據(jù)行。

例如select last_name, first_name where last_name='aaa'; 這里只查詢索引所包含的last_name和first_name列，則無須讀取數(shù)據(jù)行。

mysql> explain select last_name,first_name,dob from People where last_name = 'aaa'
*************************** 1. row ***************************
      id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
  partitions: NULL
     type: ref
possible_keys: last_name
     key: last_name
   key_len: 152
     ref: const
     rows: 1
   filtered: 100.00
    Extra: Using index
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

B-Tree 的限制

（1）只能按照索引的最左列開始查找。
例如People表中的索引無法用于查找first_name為'bbb'的人，也無法查找某個特定生日的人，因為這兩個列都不是最左數(shù)據(jù)列。

（2）只能按照索引最左列的最左前綴進行匹配。
例如People表中的索引無法查找last_name LIKE ‘%b'的人，雖然last_name就是此索引的最左列，但MySQL索引無法查找以‘b'結(jié)尾的last_name的記錄。

（3）只能按照索引定義的順序從左到右進行匹配，不能跳過索引中的列。
例如People表中的索引無法用于查找last_name='a' AND bod='1996-01-01'的人，因為MySQL無法跳過索引中的某一列而使用索引中最左列和排在末尾的列進行組合。如果不指定索引中中間的列，則MySQL只能使用索引的最左列，即第一列。

（4）如果查詢中有某個列的范圍查詢，則其右邊所有列都無法使用索引優(yōu)化查找。
例如有這樣一個查詢：where last_name='a' AND first_name LIKE 'b%' AND dob='1996-01-01'; 這個查詢只能使用索引的前兩列，因為這里L(fēng)IKE是一個范圍條件，則first_name后面的索引列都將失效。（優(yōu)化點：盡量不要在索引列中使用LIKE等范圍條件，改用多個等于條件來替代，保證后面的索引列能生效。）

以上就是淺析MysQL B-Tree 索引的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于MysQL B-Tree 索引的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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