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1、Mysql 主键是什么概念

“主键(PRIMARY KEY)”的完整称呼是“主键约束”。MySQL 主键约束是一个列或者列的组合,其值能唯一地标识表中的每一行。这样的一列或多列称为表的主键,通过它可以强制表的实体完整性。

2、主键和索引的关系与区别

  • 主键一定是唯一性索引,唯一性索引并不一定就是主键。
  • 一个表中可以有多个唯一性索引,但只能有一个主键。
  • 主键列不允许空值,而唯一性索引列允许空值。
  • 主键和索引都是键,不过主键是逻辑键,索引是物理键,意思就是主键不实际存在,而索引实际存在数据库中

 

3、MyISAM与Innodb

MySQL有多种存储引擎,每种存储引擎有各自的优缺点,比较常用的是 MyISAM 与 Innodb:

  • Innodb 支持事务,支持外键;MyISAM 都不支持。
  • MyISAM 适合查询以及插入为主的应用,其索引和数据是分开的,而且其索引是压缩的,可以更好地利用内存。所以它的查询性能明显优于INNODB。压缩后的索引也能节约一些磁盘空间。
  • InnoDB 事务型数据库的首选引擎,支持事务安全表(ACID),支持行锁定和外键。MySQL 5.5.5 之后,InnoDB 作为默认存储引擎。

 

4、辅助索引、聚集索引与非聚集索引

索引是关系型数据库中给数据库表中一列或多列的值排序后的存储结构,数据库的主流索引结构有 B+ 树以及 Hash 结构,B+树索引又可以分为聚集索引和非聚集索引。

聚集索引:数据行的物理顺序与列值(一般是主键的那一列)的逻辑顺序相同,一个表中只能用有一个聚集索引。

打个比方,一个表就像是我们以前用的新华字典,新华字典的正文本身就是一个聚集索引,比如,我们要查"安"字,就会很自然地翻开字典的前几页,因为"安"的拼音是"an",而按照拼音排序汉字的字典是以英文字母"a"开头并以"z"结尾的,那么"安"字就自然地排在字典的前部。如果您翻完了所有以"a"开头的部分仍然找不到这个字,那么就说明您的字典中没有这个字;同样的,如果查"张"字,那您也会将您的字典翻到最后部分,因为"张"的拼音是"zhang"。也就是说,字典的正文部分本身就是一个目录,您不需要再去查其他目录来找到您需要找的内容。

我们把这种正文内容本身就是一种按照一定规则排列的目录称为"聚集索引"。

简而言之,聚集索引是 B+树存储的索引叶子节点,带有表数据行(每张表有且仅有一个聚集索引),一般会根据主键 ID构建聚集索引。

非聚集索引:该索引中索引的逻辑顺序与磁盘上行的物理存储顺序不同,一个表中可以拥有多个非聚集索引。

根据"偏旁部首"查到您要找的字,然后根据这个字后的页码直接翻到某页来找到您要找的字。但您结合"部首目录"和"检字表"而查到的字的排序并不是真正的正文的排序方法,比如您查"张"字,我们可以看到在查部首之后的检字表中"张"的页码是672页,检字表中"张"的上面是"驰"字,但页码却是63页,"张"的下面是"弩"字,页面是390页。很显然,这些字并不是真正的分别位于"张"字的上下方,现在您看到的连续的"驰、张、弩"三字实际上就是他们在非聚集索引中的排序,是字典正文中的字在非聚集索引中的映射。我们可以通过这种方式来找到您所需要的字,但它需要两个过程,先找到目录中的结果,然后再翻到您所需要的页码。        

我们把这种目录纯粹是目录,正文纯粹是正文的排序方式称为"非聚集索引"。      
简而言之,非聚集索引就是 B+树存储的索引叶子节点,带有表数据行的地址,而不是真实的表数据。

辅助索引:非主键的列生成的索引,其叶子节点会存储主键的 ID,使用该索引作为过滤条件,会先在该索引树上找到对应的主键值,然后根据主键的值,到聚集索引(或者非聚集索引)中查找到真实的表数据行

5、索引的底层实现

不同的存储引擎对索引的实现方式是不同的,MyISAM和InnoDB都是使用 B+树作为引擎结构;

但是MyISAM中,叶节点的data域存放的是数据记录的地址,其索引检索算法为首先按照B+树搜索算法搜索索引,如果知道的key存在,则取出其 data 域的值,然后以data 域的值为地址,读取相应数据记录。MyISAM 的索引文件和数据文件是分离的,索引文件仅保存数据记录的地址,其索引方式叫做“非聚集”索引

在 InnoDB 中,数据文件本身就是索引文件,其B+树的叶节点 data 域保存了完整的数据记录,这种索引叫做聚集索引

InnoDB 的所有辅助索引都引用主键作为 data 域,如:

辅助索引搜索需要检索两遍索引:首先检索辅助索引获得主键,然后用主键到主索引中检索获得记录。

Hash索引和B+树索引的特点:

  • Hash索引结构的特殊性,其检索效率非常高,索引的检索可以一次定位;
  • B+树索引需要从根节点到枝节点,最后才能访问到页节点这样多次的IO访问;
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