B-Tree 索引

不同的儲存引擎也可能使用不同的儲存結構，i如，NDB叢集儲存引擎內部實現使用了T-Tree結構儲存這種索引，即使其名字是BTREE；InnoDB使用的是B+Tree。

B-Tree通常一位這所有的值都是按順序儲存的，並且每一個葉子頁道根的距離相同。下圖大致反應了InnoDB索引是如何工作的。

為什麼mysql索引要使用B+樹，而不是B樹，紅黑樹

看完上面的文章就可以理解為何B-Tree索引能夠快速訪問資料了。因為儲存引擎不再需要進行全表掃描獲取需要的資料，葉子節點包含了所有元素資訊，每一個葉子節點指標都指向下一個節點，所以很適合查詢範圍資料。

索引對多個值進行排列的依據是CREATE TABLE 語句中定義索引時的順序。

那麼，索引排序的規則就是按照 last_name,first_name,dob 的順序來的。

可以使用 B-Tree 索引的查詢型別
B-Tree索引適用於全鍵值、鍵值範圍或鍵字首查詢。
鍵字首查詢只是用於根據最左字首查詢。

舉個粒子：

CREATE TABLE People (
  last_name VARCHAR ( 50 ) NOT NULL,first_name VARCHAR ( 50 ) NOT NULL,dob date NOT NULL,gender enum ( 'm','f' ) NOT NULL,KEY ( last_name,dob ) 
);

這個表的索引如下：

type結果

type結果值從好到壞依次是：

system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > ALL

一般來說，得保證查詢至少達到range級別，最好能達到ref，否則就可能會出現效能問題。

possible_keys：sql所用到的索引

key：顯示MySQL實際決定使用的鍵（索引）。如果沒有選擇索引，鍵是NULL

（1）全值匹配

例如上面的People表的索引（last_name,dob）可以用於查詢last_name='Cuba Allen',first_name='Chuang',dob='1996-01-01'的人。這就是使用了索引中的所有列進行匹配，即全值匹配。

mysql> EXPLAIN select * from People where last_name = 'aaa' and first_name = 'bbb' and dob='2020-11-20' \G;
*************************** 1. row ***************************
     id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
 partitions: NULL
    type: ref
possible_keys: last_name
     key: last_name  <-----可以看到這個key就是我們定義的索引
   key_len: 307
     ref: const,const,const
    rows: 1
  filtered: 100.00
    Extra: NULL
1 row in set,1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

（2）匹配最左字首
可以只使用索引的第一個列進行匹配。

例如可以用於查詢last_name='aaa'的人，即用於查詢姓為Zeng的人，這裡只使用了索引的最左列進行匹配，即匹配最左字首。

mysql> EXPLAIN select * from People where last_name = 'aaa' \G;
*************************** 1. row ***************************
     id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
 partitions: NULL
    type: ref
possible_keys: last_name
     key: last_name  <----使用了索引
   key_len: 152
     ref: const
    rows: 3
  filtered: 100.00
    Extra: NULL
1 row in set,1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

（3）匹配列字首
可以只匹配某一列的值的開頭部分。

例如可以用於查詢last_name LIKE ‘a%'的人，即用於查詢所有以Z開頭的姓的人，這裡只使用了索引最左列的字首進行匹配，即匹配列字首。

mysql> EXPLAIN select * from People where last_name = 'a%' \G;
*************************** 1. row ***************************
     id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
 partitions: NULL
    type: ref
possible_keys: last_name
     key: last_name   <---使用了索引
   key_len: 152
     ref: const
    rows: 1
  filtered: 100.00
    Extra: NULL
1 row in set,1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

（4）匹配範圍值
可以只適用索引的第一列查詢符合某個範圍內的資料。

例如可以用於查詢last_name BETWEEN ‘aaa' AND ‘aaabbbccc'的人，即用於查詢姓在aaa和aaabbbccc之間的人，這裡只使用了索引最左列的字首進行範圍匹配，即匹配範圍值。

mysql> EXPLAIN select * from People where last_name BETWEEN 'aaa' and 'aaabbbccc'\G;
*************************** 1. row ***************************
     id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
 partitions: NULL
    type: range
possible_keys: last_name
     key: last_name  <---使用了索引
   key_len: 152
     ref: NULL
    rows: 3
  filtered: 100.00
    Extra: Using index condition
1 row in set,1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

（5）精確匹配某一列並範圍匹配另外一列
可以使第一列全匹配，第二列範圍匹配。

例如可以用於查詢last_name='aaa' AND first_name LIKE 'b%'的人，即用於查詢姓是Zeng，名字以C開頭的人，這裡使用了索引的最左列精確匹配，第二列進行範圍匹配。

mysql> EXPLAIN select * from People where last_name = 'aaa' and first_name like 'b%'\G;
*************************** 1. row ***************************
     id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
 partitions: NULL
    type: range
possible_keys: last_name
     key: last_name  <---使用了索引
   key_len: 304
     ref: NULL
    rows: 1
  filtered: 100.00
    Extra: Using index condition
1 row in set,1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

（6）只訪問索引的查詢
查詢只需訪問索引，而無須訪問資料行。

例如select last_name,first_name where last_name='aaa'; 這裡只查詢索引所包含的last_name和first_name列，則無須讀取資料行。

mysql> explain select last_name,dob from People where last_name = 'aaa'
*************************** 1. row ***************************
      id: 1
 select_type: SIMPLE
    table: People
  partitions: NULL
     type: ref
possible_keys: last_name
     key: last_name
   key_len: 152
     ref: const
     rows: 1
   filtered: 100.00
    Extra: Using index
1 row in set,1 warning (0.00 sec)

ERROR: 
No query specified

B-Tree 的限制

（1）只能按照索引的最左列開始查詢。
例如People表中的索引無法用於查詢first_name為'bbb'的人，也無法查詢某個特定生日的人，因為這兩個列都不是最左資料列。

（2）只能按照索引最左列的最左字首進行匹配。
例如People表中的索引無法查詢last_name LIKE ‘%b'的人，雖然last_name就是此索引的最左列，但MySQL索引無法查詢以‘b'結尾的last_name的記錄。

（3）只能按照索引定義的順序從左到右進行匹配，不能跳過索引中的列。
例如People表中的索引無法用於查詢last_name='a' AND bod='1996-01-01'的人，因為MySQL無法跳過索引中的某一列而使用索引中最左列和排在末尾的列進行組合。如果不指定索引中中間的列，則MySQL只能使用索引的最左列，即第一列。

（4）如果查詢中有某個列的範圍查詢，則其右邊所有列都無法使用索引優化查詢。
例如有這樣一個查詢：where last_name='a' AND first_name LIKE 'b%' AND dob='1996-01-01'; 這個查詢只能使用索引的前兩列，因為這裡LIKE是一個範圍條件，則first_name後面的索引列都將失效。（優化點：儘量不要在索引列中使用LIKE等範圍條件，改用多個等於條件來替代，保證後面的索引列能生效。）

以上就是淺析MysQL B-Tree 索引的詳細內容，更多關於MysQL B-Tree 索引的資料請關注我們其它相關文章！