MySQL 索引选择原则分析（一）

摘要: B+树索引原理及设计分析

目的
数据库中很重要的设计一部分，莫过于索引了。B+树索引是MySQL中设计的索引。B+树索引是基于B+树基础发展而来的。
然而，在理解了B+树索引结构以后，对优化SQL会事半功倍。还针对前面MySQL索引选择规则文章做进一步分析。
1：B+树与B+树索引区别

	B+树	B+树索引
存储位置	内存	磁盘
扇出率	低	高
并发控制	可以不考虑	需要考虑
分裂方向	不需要考虑	向左、向右

上图中列出两者的区别，光看图片可能不能理解每个区别对应的含义。

下面就来分析一下重要的区别：

1.1：存储位置：

B+树是为磁盘或其他直接存取辅助设备而设计的一种平衡查找树，因此主要操作是计算不需要文件来存储，也就是在内存来操作的。

B+树索引是基于磁盘，因此数据库会出现索引文件，索引文件就是存储在磁盘上的。

1.2：分裂方向

B+树是内存结构，不需要考虑页分裂的方向。

B+树索引在磁盘上，为了充分利用磁盘的顺序特性，还需要根据不同插入情况考虑不同的分裂点记录以及分裂的方向。

2：MySQL的InnoDB存储引擎的索引设计

InnoDB存储引擎将B+树索引分为聚集索引和辅助索引。

聚集索引是通过将表的主键作为键值来构造B+树。如果没有显示创建，自动创建一个6字节的主键。聚集索引还包含记录所有列信息。

2.1：存储结构

聚集索引的非叶子点存放的是<键值， 地址>，地址为指向下一层的指针。叶子点存放的是<记录信息>。

辅助索引的非叶子点存放的是<键值，主键值， 地址>，叶子点存放的是<主键>。

2.2：查询方式

MySQL通过辅助索引查询数据时，只是查询出主键值，再通过主键查询聚集索引，最后确定记录信息。

2.3：记录数量

通常辅助索引比聚集索引的高度要小。如记录的长度为100字节，辅助索引记录的长度为40字节，对比后的结果为：

B+树的高度	聚集索引	辅助索引
1	160（16K/100）	500（16K/40）
2	25600	250000
3	4096000	125000000
4	655360000	62500000000

同样的高度下辅助索引能存放更多的记录。

1：MySQL索引选择规则（主键查询）

students_origin表中只有主键，因此执行计划使用主键查询id信息。

studentns表中有多个索引。

查询结果只有主键一个字段，再根据2.1来分析，主键其实存放在辅助索引里面的。

根据2.3来分析，假如辅助索引"idx_rank"只有一个页（MySQL最小单位）存储了所有记录数，辅助索引"idx_major"有两个页存储了所有记录数，辅助索引"idx_rank_total"有三个页存储了所有记录数，聚集索引需要四个页存储了所有记录数，如果每次IO只能读取一个页信息。"idx_rank"一次IO，"idx_major"两次IO，"idx_rank_total"三次IO，聚集索引要四次IO。

结论，选择最少那次IO的索引。