淺析InnoDB引擎的索引和索引原理

funtrin發表於2021-10-15

淺析InnoDB引擎的索引和索引原理

什麼是InnoDB的索引

InnoDB的索引就是一顆B+樹。頁是InnoDB引擎在記憶體和磁碟之間交換資料的基本單位,頁的大小一般是16KB,頁的大小可以在啟動MySQL服務的時候通過更改innodb_page_size引數來設定。而InnoDB索引的節點就是頁。

B+樹的葉節點上的頁是資料頁,用於存放使用者存入資料庫中的一條一條的記錄,而非葉子節點上的頁是索引頁,存放索引記錄。一個節點存一個頁,所以又有”索引就是資料,資料就是索引“之說。B+樹同一層上的頁又是以雙向連結串列的形式來組織的。在資料頁和索引頁中,所有的記錄中都會儲存下一條記錄相對頁0位元組處的偏移量,從而將同一個頁中的所有記錄連成一個單連結串列(可以看成是一個單連結串列)的形式。

所以從資料庫的表中查詢記錄可以分為兩步:

  1. 定位到記錄所在的頁
  2. 定位到頁中的具體記錄

快速定位到頁中的記錄

資料頁的大致結構:

在資料頁中,所有的記錄都是通過主鍵來排序,在資料頁中有兩條特殊的記錄分別是InfimumSupremum分別代表最小項和最大項。資料頁中還有一個結構就是目錄項,用來快速定位頁中的記錄。其原理是:資料頁中的所有記錄會按順序被分為多個組(每組4到8條記錄),而目錄項中存的就是組中最後一條記錄相對所在頁0位元組處的偏移量。這樣在頁中查詢資料就可以先在目錄項中快速定位到記錄所在的範圍,然後通過遍歷找到記錄。在索引頁中查詢記錄與之類似。

定位到記錄所在的頁

索引頁中主要存的其實也是一條一條的記錄,記錄中存的是當前節點的子節點的頁號,以及對應頁中的最小主鍵值。而索引頁中的記錄也是通過記錄中的主鍵值來排序的。這樣就可以在查詢一條記錄時,從B+樹的根節點開始,以一種多分的策略快速定位到記錄所在的頁。

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