深入理解mysql索引(三)之B+Tree 落地形式

接上一篇，上一篇主要学习了B+Tree的各种优点，这一篇，一起学习下mysql中B+Tree的落地形式

B+Tree 落地形式

一、MySQL 架构

MySQL 是一个支持插件式存储引擎的数据库。在 MySQL 里面，每个表在创建的时候都可以指定它所使用的存储引擎。

MySQL中最常用的两个存储引擎：

InnoDB
MyISAM

MySQL 的数据都是文件的形式存放在磁盘中的，我们可以找到这个数据目录的地址。在 MySQL 中有这样一个参数，

SHOW VARIABLES LIKE 'datadir';

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每个数据库有一个目录，我们新建了一个叫做 xhc 的数据库，那么这里就有一个 xhc 的文件夹。

这个数据库里面我们又建了 2 张表:student、teacher
进入 xhc 的目录，发现这里面有一些跟我们创建的表名对应的文件。
在这里插入图片描述
在这里我们能看到，每张 InnoDB 的表（红色）有两个文件(.frm 和.ibd)，MyISAM 的表（黄色）有三个文件(.frm、.MYD、.MYI)。

有一个是相同的文件，.frm。 .frm 是 MySQL 里面表结构定义的文件，不管你建表的时候选用任何一个存储引擎都会生成。
我们主要看一下其他两个文件是怎么实现 MySQL 不同的存储引擎的索引的。

InnoDB

InnoDB 只有一个文件(.ibd 文件)，那索引放在哪里呢?
在 InnoDB 里面，它是以主键为索引来组织数据的存储的，所以索引文件和数据文件是同一个文件，都在**.ibd** 文件里面。
在 InnoDB 的主键索引的叶子节点上，它直接存储了我们的数据。
在这里插入图片描述
什么叫做聚集索引(聚簇索引)?

就是索引键值的逻辑顺序跟表数据行的物理存储顺序是一致的。(比如字典的目录是按拼音排序的，内容也是按拼音排序的，按拼音排序的这种目录就叫聚集索引)。
在 InnoDB 里面，它组织数据的方式叫做(聚集)索引组织表(clustered index organize table)，所以主键索引是聚集索引，非主键都是非聚集索引。

如果 InnoDB 里面主键是这样存储的，那主键之外的索引，比如我们在 name 字段上面建的普通索引(辅助索引)，又是怎么存储和检索数据的呢?
在这里插入图片描述
InnoDB 中，主键索引和辅助索引是有一个主次之分的。

辅助索引存储的是辅助索引和主键值。如果使用辅助索引查询，会根据主键值在主键索引中查询（回表操作），最终取得数据。（有一种情况例外）

这里涉及到一个专业名词“回表”
如果一个sql语句查询的字段和使用索引的字段，正好是同一个字段，那么这个查询不需要再去根据主键值去主键索引中查询数据(这个过程叫做“回表”)，而是直接返回。例如：

select name from student where name = 'zhangsan'

但是如果是下面这种写法，就需要进行回表操作了，因为辅助索引中，没有age的值，只好拿着主键值去主键索引中查询，最终取得数据
select name,age from student where name = '张三'

innoDB面试题

为什么在辅助索引里面存储的是主键值而不是主键的磁盘地址呢?如果主键的数据类型比较大，是不是比存地址更消耗空间呢?
答：因为主键索引会发生分裂和合并，地址值会发生变化，不会同步给辅助索引。（主键是大哥，大哥家里的事情需要告诉小弟（辅助索引）吗？）
如果一张表没有主键怎么办
1. 如果我们定义了主键(PRIMARY KEY)，那么 InnoDB 会选择主键作为聚集索引。
2. 如果没有显式定义主键，则 InnoDB 会选择第一个不包含有 NULL 值的唯一索引作为主键索引。
3. 如果也没有这样的唯一索引，则 InnoDB 会选择内置 6 字节长的 ROWID 作为隐藏的聚集索引，它会随着行记录的写入而主键递增。（了解即可）

MyISAM

在 MyISAM 里面，另外有两个文件:

.MYD 文件，D 代表 Data，是 MyISAM 的数据文件，存放数据记录，比如我的 teacher 表的所有的表数据。
.MYI 文件，I 代表 Index，是 MyISAM 的索引文件，存放索引，比如我在 id 字段上面创建了一个主键索引，那么主键索引就是在这个索引文件里面。

也就是说，在 MyISAM 里面，索引和数据是两个独立的文件。
那mysql怎么根据索引找到数据呢?

MyISAM 的 B+Tree 里面，叶子节点存储的是数据文件对应的磁盘地址。所以从索
引文件.MYI 中找到键值后，会到数据文件.MYD 中获取相应的数据记录。
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