Mysql优化原理分析

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Mysql优化原理分析。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、存储引擎

1.1 MyISAM

一张表生成三个文件

  • xxx.frm:存储表结构
  • xxx.MYD:存储表数据
  • xxx.MYI:存储表索引

索引文件和数据文件是分离的(非聚集)

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select * from t where t.col1 = 30;

先去t.MYI文件查找30对应的索引所在磁盘文件地址,去t.MYD文件找出对应磁盘文件地址的数据

1.2 Innodb 

一张表生成两个文件

  • xxx.frm:存储表结构
  • xxx.ibd:存储索引和数据

索引和数据(索引行对应的所有列数据)不是分离的(聚集) 

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二、索引

索引是帮助MySQL高效获取数据的排好序数据结构

2.1 索引数据结构 

  • 数组 

等值查询需要一个一个去匹配,效率不高。

不适合范围查找、排序、统计、模糊查询等常见操作。

数组的通病:插入和删除性能差。

  • 二叉查找树 

大数据情况下,树的层级很深,性能差。

最坏的情况可能退化成链表,查询效率更差。

不适合范围查找、排序、统计、模糊查询的常见操作。

不适合频繁的插入和删除。

  • 二叉平衡树

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大数据情况下,树的层级很深,性能差。

不适合范围查找、排序、统计、模糊查询的常见操作。

不适合频繁的插入和删除。

  • 红黑树

与二叉平衡树一样。

  • Hash表 

对索引的key进行一次hash计算就可以定位出数据存储的位置,多用于MEMORY存储引擎。

等值查询效率高(=,IN),不能排序,不能进行范围查询,hash冲突问题。

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  • B-Tree

节点具有相同的深度,页节点的指针为空

所有索引元素不重复

节点中的数据所有从左到右递增排列

数据有序,范围查询

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  •  B+Tree(B-Tree变种)

非页子节点不存储data,只存储索引(冗余),可以放更多的索引

页子节点包含所有的索引字段

页子节点用指针(双向指针)连接,提高区间访问的性能

MySQL加载的时候,一二层叶子数据(冗余索引)加载在内存中,底层叶子数据存储在磁盘 

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数据页是Innodb内部存储数据的基本单位,默认16K:show variables like 'innodb_page_size'。

在计算机中,磁盘存储数据最小单位是扇区,一个扇区的大小是512B。

文件系统中,最小单位是块,一个块大小就是4K。

Innodb一颗B+树可以存储多少行数据?

假设B+树的高度为2的话,即有一个根节点和若干叶子节点。

这颗B+树存储的总记录数=根节点指针数*单个叶子节点记录行数

根节点可以存储多少指针?

我们假设主键ID为bigint类型,长度为8字节,而Innodb源码中指针大小设置为6字节,指针大小:8+6=14字节。根节点存储指针数:16K/14B=1170。

叶子节点中每个数据页可以存储多少行记录?

如果一行记录的数据大小为1K,那么单个叶子节点可以存储的记录数:16K/1K=16。

因此,一颗高度为2的B+数,能存储记录数:1170*16=18720。

同理一颗高度为3的B+树,存储记录数:1170*1170*16=21902400。

总结:B+树高度为1-3层,已经满足千万级别的数据存储。

 2.2 联合索引

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-- 根据最左匹配原则不会走索引
select * from t_employees where age=30 and position='dev';
-- 先根据索引获取索引对应记录的主键,然后根据主键回表获取主键对应的数据记录
select * from t_employees where name='Bill' and age=30 and position='dev';

2.3 索引下推

索引下推(Index Condition Pushdown,简称ICP)是MySQL 5.6引入的一种索引优化技术,它可以在索引遍历过程中,对索引字段先判断,过滤掉不符合条件的记录后再回表,可以有效的减少回表的次数。

当一条SQL使用了索引下推之后,在explain执行计划中,Extra列中出现Using index condition的信息。

explain select * from t_employees where name='Bill' and age=30 and position='dev';

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