嗨客网搜索
Mysql聚簇索引

什么是聚簇索引与非聚簇索引

聚簇索引是将数据存储与索引放到了一块,索引结构的叶子节点保存了行数据。非聚簇索引是指将数据与索引分开存储,索引结构的叶子节点指向了数据对应的位置。

聚簇索引详解

在 innodb 中,在聚簇索引之上创建的索引称之为辅助索引,非聚簇索引都是辅助索引,像复合索引、前缀索引、唯一索引。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,辅助索引访问数据总是需要二次查找。

97_MySQL聚簇索引.png

InnoDB 使用的是聚簇索引,将主键组织到一棵 B+ 树中,而行数据就储存在叶子节点上,若使用 “where id = 14” 这样的条件查找主键,则按照 B+ 树的检索算法即可查找到对应的叶节点,之后获得行数据。

若对 Name 列进行条件搜索,则需要两个步骤:第一步在辅助索引 B+ 树中检索 Name,到达其叶子节点获取对应的主键。第二步使用主键在主索引 B+ 树种再执行一次 B+ 树检索操作,最终到达叶子节点即可获取整行数据。(重点在于通过其他键需要建立辅助索引)

聚簇索引具有唯一性,由于聚簇索引是将数据跟索引结构放到一块,因此一个表仅有一个聚簇索引。

表中行的物理顺序和索引中行的物理顺序是相同的,在创建任何非聚簇索引之前创建聚簇索引,这是因为聚簇索引改变了表中行的物理顺序,数据行 按照一定的顺序排列,并且自动维护这个顺序;

聚簇索引默认是主键,如果表中没有定义主键,InnoDB 会选择一个唯一且非空的索引代替。如果没有这样的索引,InnoDB 会隐式定义一个主键(类似oracle中的RowId)来作为聚簇索引。如果已经设置了主键为聚簇索引又希望再单独设置聚簇索引,必须先删除主键,然后添加我们想要的聚簇索引,最后恢复设置主键即可。

MyISAM 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。

98_MySQL聚簇索引.png

聚簇索引优缺点

优点

1.当你需要取出一定范围内的数据时,用聚簇索引也比用非聚簇索引好。
2.当通过聚簇索引查找目标数据时理论上比非聚簇索引要快,因为非聚簇索引定位到对应主键时还要多一次目标记录寻址,即多一次I/O。
3.使用覆盖索引扫描的查询可以直接使用页节点中的主键值。

缺点

1.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。

2.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。

3.二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。二级索引的叶节点存储的是主键值,而不是行指针(非聚簇索引存储的是指针或者说是地址),这是为了减少当出现行移动或数据页分裂时二级索引的维护工作,但会让二级索引占用更多的空间。

4.采用聚簇索引插入新值比采用非聚簇索引插入新值的速度要慢很多,因为插入要保证主键不能重复,判断主键不能重复,采用的方式在不同的索引下面会有很大的性能差距,聚簇索引遍历所有的叶子节点,非聚簇索引也判断所有的叶子节点,但是聚簇索引的叶子节点除了带有主键还有记录值,记录的大小往往比主键要大的多。这样就会导致聚簇索引在判定新记录携带的主键是否重复时进行昂贵的I/O代价。

注意

当使用主键为聚簇索引时,主键最好不要使用 uuid,因为 uuid 的值太过离散,不适合排序且可能出线新增加记录的 uuid,会插入在索引树中间的位置,导致索引树调整复杂度变大,消耗更多的时间和资源。

建议使用 int 类型的自增,方便排序并且默认会在索引树的末尾增加主键值,对索引树的结构影响最小。而且,主键值占用的存储空间越大,辅助索引中保存的主键值也会跟着变大,占用存储空间,也会影响到IO操作读取到的数据量。

为什么主键通常建议使用自增 id?

聚簇索引的数据的物理存放顺序与索引顺序是一致的,即:只要索引是相邻的,那么对应的数据一定也是相邻地存放在磁盘上的。如果主键不是自增 id,那么可以想 象,它会干些什么,不断地调整数据的物理地址、分页,当然也有其他一些措施来减少这些操作,但却无法彻底避免。但,如果是自增的,那就简单了,它只需要一 页一页地写,索引结构相对紧凑,磁盘碎片少,效率也高。

总结

主键一定是聚簇索引,MySQL 的 InnoDB 中一定有主键,即便研发人员不手动设置,则会使用 unique 索引,没有 unique 索引,则会使用数据库内部的一个行的 id 来当作主键索引,其它普通索引需要区分 SQL 场景,当 SQL 查询的列就是索引本身时,我们称这种场景下该普通索引也可以叫做聚簇索引,MyisAM 引擎没有聚簇索引。


赞助商链接:


嗨客网顶部