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MySQL 索引（一）

news 来源：原创 2025/8/4 0:33:55

文章目录

索引（重点）
硬件理解
- 磁盘
- 盘片和扇区
- 定位扇区
- 磁盘的随机访问和连续访问
软件方面的理解
建立共识
索引的理解

索引（重点）

索引可以提高数据库的性能，它的价值，在于提高一个海量数据的检索速度。

在这里插入图片描述
案例：
建立一个海量表

drop database if exists 'my_index';
create database if not exists 'my_index' default character set utf8;
use 'my_index';--构建一个8000000条记录的数据
--构建的海量表数据需要有差异性，所以使用存储过程来创建， 拷贝下面代码就可以了，暂时不用理解--产生随机字符串
delimiter $$
create function rand_string(n INT)
returns varchar(255)
begin declare chars_str varchar(100) default'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFJHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';declare return_str varchar(255) default '';declare i int default 0;while i < n do set return_str =concat(return_str,substring(chars_str,floor(1+rand()*52),1));set i = i + 1;end while;return return_str;end $$
delimiter ;--产生随机数字
delimiter $$
create function rand_num()
returns int(5)
begin declare i int default 0;set i = floor(10+rand()*500);
return i;
end $$
delimiter ;--创建存储过程，向雇员表添加海量数据
delimiter $$
create procedure insert_emp(in start int(10),in max_num int(10))
begin
declare i int default 0; set autocommit = 0;  repeatset i = i + 1;insert into EMP values ((start+i) 
,rand_string(6),'SALESMAN',0001,curdate(),2000,400,rand_num());until i = max_numend repeat;commit;
end $$
delimiter ;--执行存储过程，添加8000000条记录
call insert_emp(100001, 8000000);

查询员工编号为998877的员工

select * from emp where empno=998877;

在这里插入图片描述
花了6.17秒，就你一个人就花了6秒，如果公司人很多，会死机的

给表加上索引

alter table emp add index(empno);

很明显加上索引之后，速度明显变快了
在这里插入图片描述

硬件->系统->MySQL
常见索引分为：
主键索引(primary key)
唯一索引(unique)
普通索引(index)
全文索引(fulltext)–解决中子文索引问题。
先整一个海量表，在查询的时候，看看没有索引时有什么问题？
在海量的数据表中没有索引查询起来会变得很慢，如果有索引可以加快查询的速度
给emp表添加索引

alter table emp add index(empno);

硬件理解

磁盘

MySQL中的每一个表就是一个文件
MySQL 给用户提供存储服务，而存储的都是数据，数据在磁盘这个外设当中。磁盘是计算机中的一个机械设备，相比于计算机其他电子元件，磁盘效率是比较低的，在加上IO本身的特征，可以知道，如何提交效率，是 MySQL 的一个重要话题。

盘片和扇区

在这里插入图片描述

扇区：数据库文件，本质其实就是保存在磁盘的盘片当中。也就是上面的一个个小格子中，就是我们经常所说的扇区。当然，数据库文件很大，也很多，一定需要占据多个扇区。
在半径方向上，距离圆心越近，扇区越小，距离圆心越远，扇区越大
那么，所有扇区都是默认512字节吗？目前是的，我们也这样认为。因为保证一个扇区多大，是由比特位密度决定的。
我们在使用Linux，所看到的大部分目录或者文件，其实就是保存在硬盘当中的。(当然，有一些内存文件系统，如： proc ， sys 之类，我们不考虑)
数据库文件，本质其实就是保存在磁盘的盘片当中，就是一个一个的文件，找到一个文件的全部，本质，就是在磁盘找到所有保存文件的扇区。
而我们能够定位任何一个扇区，那么便能找到所有扇区，因为查找方式是一样的。

定位扇区

在这里插入图片描述

先找到柱面，再找磁头，最后找到扇区（chs）
系统读取磁盘是以块为单位的，基本单位是4kb，因为不以块为单位，以扇区为单位的话，一个是效率太慢，磁头每次都要转到相应的位置开始读取，单次是512字节，读取的量太少，第二个是耦合度太高，不便于硬件或操作系统各自升级

磁盘的随机访问和连续访问

随机访问：本次IO所给出的扇区地址和上次IO给出扇区地址不连续，这样的话磁头在两次IO操作之间需要作比较大的移动动作才能重新开始读/写数据。
连续访问：如果当次IO给出的扇区地址与上次IO结束的扇区地址是连续的，那磁头就能很快的开始这次IO操作，这样的多个IO操作称为连续访问。
因此尽管相邻的两次IO操作在同一时刻发出，但如果它们的请求的扇区地址相差很大的话也只能称为随机访问，而非连续访问。（所以OS的文件系统一般就会将我们的一些IO请求在底层做一些归类和排序，尽可能地增加连续访问的可能，另一方面减少了磁头的摆动次数也能提高磁盘的使用寿命）
磁盘是通过机械运动进行寻址的，随机访问不需要过多的定位，故效率比较高。

软件方面的理解

为了提高基本的IO效率， MySQL 进行IO的基本单位是 16KB，使用 InnoDB 存储引擎
再数据块的流动方面都是数据块给操作系统，操作系统给mysql，mysql给操作系统，操作系统给磁盘
MySQL 中的数据文件，是以page为单位保存在磁盘当中的。
证明MySQL是以16kb为单位的
也就是说，磁盘这个硬件设备的基本单位是 512 字节，而 MySQL InnoDB引擎使用 16KB 进行IO交互。即， MySQL 和磁盘进行数据交互的基本单位是 16KB 。这个基本数据单元，在 MySQL 这里叫做page（注意和系统的page区分）

在这里插入图片描述

建立共识

MySQL以16kb为单位进行mysql级别的IO
MySQL要有自己的buff pool(缓冲池)，会把数据读到buff pool里，把buff pool的数据刷新到操作系统的缓冲区里，最后刷新到磁盘
一定要尽可能的减少系统和磁盘IO的次数，一次IO的数据量越大，比多次IO数据量小效率更高
mysql会预先开辟一个128mb的缓冲池

索引的理解

建立测试表，存储引擎默认是InnoDB的

create table if not exists user (id int primary key,     --一定要添加主键哦，只有这样才会默认生成主键索引age int not null,name varchar(16) not null
);
show create table user \G;

插入信息，插入5条无序的数据

--插入多条记录，注意，我们并没有按照主键的大小顺序插入哦
mysql> insert into user (id, age, name) values(3, 18, '杨过');
mysql> insert into user (id, age, name) values(4, 16, '小龙女');
mysql> insert into user (id, age, name) values(2, 26, '黄蓉');
mysql> insert into user (id, age, name) values(5, 36, '郭靖');
mysql> insert into user (id, age, name) values(1, 56, '欧阳锋');

查看表中的内容，发现数据是有序的

在这里插入图片描述
4. 理解page

在这里插入图片描述
5. 为何io操作要page?
为了减少IO的次数，提高IO的效率，在单个page中，不在单个page中，会进行多次IO操作
你怎么保证，用户一定下次找的数据，就在这个Page里面？---->我们不能严格保证，但是有很大概率再一个Page当中或者是周围的，因为有局部性原理。

MySQL 索引（一）

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