MySQL之索引系列（一）

常见索引模型

数据库的索引模型有很多种，其中比较常见、简单的数据结构是哈希、有序数组和搜索树

哈希表

哈希表是一种key-value结构的数据结构，key为待查找的值，用一个hash函数计算key的哈希值，作为存储位置，value就放在这个位置，因为多个key可能计算出来hash值相同，即占用相同的位置，所以value可以是一个链表，里面存着多个值。

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如图，根据用户id计算hash值，可能user2、user5两个用户计算出来的hash值相同，所以他们的数据以链表的形式存在于value。如果要获取user6的信息，根据 hash(user6.id) 得出hash值为3，则在3这个value中遍历，获取user6的信息。    一个好的hash函数计算得到的值应该是非常分散的，不容易重复，这样会减少遍历的过程，增加查询速度。
由于hash存储位置的值不是递增的，而是散列的，因此插入数据时速度是很快的，但是如果要查找区间内的值 [user3,user9],只能挨个从user3开始遍历查找，所以hash表这种结构适合于等值查询的场景，不适合区间查询

有序数组

有序数组对于上述区间查询这一场景有优势，存储状态如图：

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按照id递增存储在数组中，如果需要查询某个id对应的姓名，根据二分法时间复杂度为O(log n)，如果需要查询一个区间的范围，则开头第一个user后一次往后查询即可。但是如果需要大量插入数据，数据结构就不适合了，为了保证id的顺序性，需要往数组中间插入一条，则该id后面的数据一次向后移动，成本比较高。
以上可见，有序数组索引只适用于静态存储引擎，提供查询、不插入的数据表

N叉树

二叉树的特点：每个节点比左儿子大，比右儿子小。由结构可知时间复杂度为O(log n)，为了维持这种结构，更新的时间复杂度同样是O(log n)。除了二叉树外还可以有N叉树，对于二叉树来说，100万节点的树高20，也就是说查找一个数据很有可能要访问20个数据块，这个速度就会很慢。所以这时候应该使用N叉树，N取决于数据块的大小。N叉树由于在读写上的性能优点，以及适配磁盘的访问模式，已经被广泛的应用在数据库引擎中了

InnoDB的索引模型

innoDB使用了B+树索引模型，每个索引都对应着一棵B+树。
索引类型分为：主键索引和费主键索引    
主键索引叶子节点存的是整行数据，也被称为聚簇索引；非主键索引的叶子节点内容是主键的值，也被称为二级索引。
也就是说如果通过主键id来查找，则只需要搜索id这棵B+树
如果使用二级索引来查找，则先找到该二级索引对应的主键id然后再根据id索引树在搜索一次，这个过程叫做回表  
如图：

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select * from table where k = 3

以上SQL使用了二级索引K，首先搜索索引树，得到主键id的值为300，再到主键索引树找到300对应的数据，这一过程叫做回表

作者：瑜戈
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