文章目录
- 索引
- 为什么不使用红黑树作为索引？
- 硬盘基础知识
- 硬盘块/簇的概念
- 为什么存在磁盘块？
- Page
- 扇区、块/簇、page的关系
- 使用B树或者B+树作为索引的原因
- B树、B+树
- MyISAM索引文件和数据文件是分离的(聚集索引)
- Innodb（非聚集索引）
- 聚集索引
- 为什么InnoDB表必须有主键？
索引
排好序
索引是帮助Mysql高效获取数据的排好序的数据结构。
为什么不使用红黑树作为索引？
硬盘基础知识
硬盘基础知识
- 磁盘容量计算
存储容量 ＝ 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数
图3中磁盘是一个 3个圆盘6个磁头，7个柱面（每个盘片7个磁道） 的磁盘，图3中每条磁道有12个扇区，所以此磁盘的容量为：
存储容量 6 * 7 * 12 * 512 = 258048
硬盘块/簇的概念
磁盘块/簇（虚拟出来的）。 块是操作系统中最小的逻辑存储单位。操作系统与磁盘打交道的最小单位是磁盘块。
通俗的来讲，在Windows下如NTFS等文件系统中叫做簇；在Linux下如Ext4等文件系统中叫做块（block）。每个簇或者块可以包括2、4、8、16、32、64…2的n次方个扇区。
为什么存在磁盘块？
读取方便：由于扇区的数量比较小，数目众多在寻址时比较困难，所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起，形成一个块，再对块进行整体的操作。
分离对底层的依赖：操作系统忽略对底层物理存储结构的设计。通过虚拟出来磁盘块的概念，在系统中认为块是最小的单位。
Page
操作系统经常与内存和硬盘这两种存储设备进行通信，类似于“块”的概念，都需要一种虚拟的基本单位。所以，与内存操作，是虚拟一个页的概念来作为最小单位。与硬盘打交道，就是以块为最小单位。
扇区、块/簇、page的关系
扇区： 硬盘的最小读写单元
块/簇： 是操作系统针对硬盘读写的最小单元
page： 是内存与操作系统之间操作的最小单元。
扇区 <= 块/簇 <= page
使用B树或者B+树作为索引的原因
使用B或者B+树作为索引的原因
一般使用磁盘I/O次数评价索引结构的优劣。
show global status like ‘Innodb_page_size’; 默认16kb
操作系统读写磁盘的基本单位是扇区，而文件系统的基本单位是簇(Cluster)。
也就是说，磁盘读写有一个最少内容的限制，即使我们只需要这个簇上的一个字节的内容，我们也要含着泪把一整个簇上的内容读完。
那么，现在问题就来了
一个父节点只有 2 个子节点，并不能填满一个簇上的所有内容啊？那多余的内容岂不是要浪费了？我们怎么才能把浪费的这部分内容利用起来呢？哈哈，答案就是 B+ 树。
由于 B+ 树分支比二叉树更多，所以相同数量的内容，B+ 树的深度更浅，深度代表什么？代表磁盘 io 次数啊！数据库设计的时候 B+ 树有多少个分支都是按照磁盘一个簇上最多能放多少节点设计的啊！
所以，涉及到磁盘上查询的数据结构，一般都用 B+ 树啦。
B树、B+树
B+树只存储索引的key，没存放data，而且B+树的索引出现了很多次。
B+说因为没放data，所以块(页)可以存更多的索引数据。
如果索引用BigInteger存放占8字节(B)，指针占6字节，块一共16kb，所以可以放1170个索引key和指针，如果一共三层，且一个索引key+data=1kb，则一块可以存放16个真正结点数据(key+data)，则三层就可以存放真正的结点数据1170117016,则三层就可以存放2000多万个数据。
MyISAM索引文件和数据文件是分离的(聚集索引)
.frm 即frame存放表结果定义数据
frm即frame 框架
.MYD即MyISAM Data
.MYI 即MyISAM Index 存放索引数据
key存放索引元素，data存放索引所在行的磁盘文件地址指针，拿到这个地址指针可以到MYD中快速定位数据。
Innodb（非聚集索引）
innodb将索引和数据文件合并放在一个文件里面即ibd文件。
聚集索引
索引和数据聚集在一个文件里面，比如innodb的主键索引。
非聚集索引要通过MYI和MYD文件找到数据，而聚集索引通过ibd文件一个文件全部搞定。
所以聚集索引的效率比非聚集索引的效率高。
为什么InnoDB表必须有主键？
推荐使用整型的自增主键
Mysql实际的时候，InnoDB数据就是按照主键组织的。
为什么推荐使用整型，就是因为整型比较比uuid那些快，磁盘占用空间也比uuid少。
也有Hash查找，但是Hash索引对于范围查找就会失效了。
