MySQL的索引为什么用B+Tree?InnDB的数据存储文件和MyISAM的有何不同? (3)

B+Tree的叶子节点是顺序排列的,并且相邻的两个叶子节点中具有顺序引用的关系,这样能更好的支持了范围查询。而B-Tree是没有这个顺序关系的。

MySQL的索引为什么选择了B+Tree

经过上面的层层分析,现在我们可以总结一下MySQL为什么选择了B+Tree作为它索引的数据结构呢。

首先和平衡二叉树相比,B+Tree的深度更低,节点保存关键字更多,磁盘IO次数更少,查询计算效率更好。

B+Tree的全局扫描能力更强,若是想根据索引数据对数据表进行全局扫描,B-Tree会将整棵树进行扫描,然后逐层遍历。而B+Tree呢,只需要遍历叶子节点即可,因为叶子节点之间存在顺序引用的关系。

B+Tree的磁盘IO读写能力更强,因为B+Tree的每个分支节点上只保存了关键字,这样每次磁盘IO在读写的时候,一页16K数据量可以存储更多的关键字了,每个节点上保存的关键字也比B-Tree更多了。这样B+Tree的一次磁盘IO加载的数据比B-Tree的多很多了。

B+Tree数据结构中有天然的排序能力,比其他数据结构排序能力更强而且排序时,是通过分支节点来进行的,若是需要将分支节点加载到内存中排序,一次加载的数据更多。

B+Tree的查询效果更稳定,因为所有的查询都是需要扫描到叶子节点才将数据返回的。效果只是稳定而不一定是最优,若是直接查询B-Tree的根节点数据,那么B-Tree只需要一次磁盘IO就可以直接将数据返回,反而是效果最优。

经过以上几点的分析,MySQL最终选择了B+Tree作为了它的索引的数据结构。

InnDB的数据存储文件和MyISAM的有何不同?

上面总结了MySQL的索引的数据结构,这次就可以说第二个问题了,因为这个问题其实和MySQL的索引还是有一定的关系的。
下面来看一下,先找到服务器桑MySQL存储数据的目录:
登录MySQL,打开MySQL的命令行界面:输入show variables like '%datadir%';,就能看到存储数据的目录了。
我的服务器中MySQL的存储数据的目录是在:

/var/lib/mysql/

进入到这个目录里后,能看到所有数据库的目录,新建一个study_test的数据库。
然后就进入

/var/lib/mysql/study_test

这个目录下,目前就只有一个文件,这个文件是用来记录创建数据库时配置的字符集的内容。

-rw-r----- 1 mysql mysql 60 1月 31 10:28 db.opt

现在新建两个表,第一个表的引擎类型选择InnoDB,第二个表的引擎类型选择MyISAM。

student_innodb

CREATE TABLE `student_innodb` ( `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(50) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, `age` int(11) DEFAULT NULL, `address` varchar(100) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_name` (`name`) USING BTREE COMMENT 'name索引' ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin COMMENT='innodb引擎表';

student_myisam

CREATE TABLE `student_myisam` ( `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(50) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, `age` int(11) DEFAULT NULL, `address` varchar(100) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_name` (`name`) USING BTREE COMMENT 'name索引' ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin COMMENT='myISAM引擎类型表';

将两个表创建完成后,我们再进入到/var/lib/mysql/study_test看一下:

-rw-r----- 1 mysql mysql 60 1月 31 10:28 db.opt -rw-r----- 1 mysql mysql 8650 1月 31 10:41 student_innodb.frm -rw-r----- 1 mysql mysql 114688 1月 31 10:41 student_innodb.ibd -rw-r----- 1 mysql mysql 8650 1月 31 10:58 student_myisam.frm -rw-r----- 1 mysql mysql 0 1月 31 10:58 student_myisam.MYD -rw-r----- 1 mysql mysql 1024 1月 31 10:58 student_myisam.MYI

通过目录中的文件可看到创建表之后多了几个文件,这样也看出来了,InnoDB引擎类型的表和MyISAM引擎类型的表的文件差异。

这几个文件每个都是有自己的作用:

InnoDB引擎的表文件,一共有两个:

*.frm 这类文件是表的定义文件。

*.ibd 这类文件是数据和索引存储文件。表数据和索引聚集存储,通过索引能直接查询到数据。

MyIASM引擎的表文件,一共有三个:

*.frm 这类文件是表的定义文件。

*.MYD 这类文件是表数据文件,表中的所有数据都保存在此文件中。

*.MYI 这类文件是表的索引文件,MyISAM存储引擎的索引数据单独存储。

MyISAM数据存储引擎,索引与数据的存储结构

MyISAM存储引擎在存储索引的时候,是将索引数据单独存储,并且索引的B+Tree最终指向的是数据存在的物理地址,而不是具体的数据。然后再根据物理地址去数据文件(*.MYD)中找到具体的数据。

如下图所示:

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