MySQL存储引擎底层常见面试题-白红宇

MySQL存储引擎底层常见面试题

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发布时间：2019-05-26

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一、聚集索引、非聚集索引到底是什么东西？

实际上InnoDB的主键索引就可以认为是个聚集索引。

聚集索引具体是什么意思呢？聚集索引也叫做聚簇索引，就是索引和表的数据列聚集在一起，放在一个文件里面去存储。

实际上MyISAM的主键索引可以认为是非聚集索引。

非聚集索引具体是什么意思呢？非聚集索引也叫稀疏索引，就是索引文件是不包含索引所在行的数据，说白了就是索引和数据分开存放

二、为什么InnoDB必须要有主键？

因为如果没有主键的话，无法用B+ Tree来组织存储。MySQL设计的InnoDB表数据文件就是如此，必须有B+ Tree来组织存储，所以就需要有个主键来帮忙组织存储data元素

有热爱提问的小伙伴可能会有疑问，平时在工作中建表也没有指定主键，但是创建成功了。

虽然没有明确的指定主键，但是MySQL会在InnoDB表里面找一行唯一索引作为主键索引。

如果在表里面没有找到可以充当唯一索引的数据，会自动创建一个字段:rowid来作为主键，每插入一行就是给这个rowid生成一个整型数值（类似1,2,3,4,5），是由MySQL自主维护的，我们是看不到的

总的来说，MySQL最终去找InnoDB表的某一行数据，必须要有一个唯一的标识字段来去找数据，MySQL底层设计如此

三、为什么InnoDB推荐使用整型自增主键？

我们来拿UUID举反例说明，它是字符串且不是自增的（当前目前也是有公司使用UUID来存储主键的，一般是软件公司或者规模不大的公司，互联网公司一般不这么使用）

从效率上来讲：由于InnoDB底层是B+ Tree，要定位到某个元素就必须从根节点一个层层查找，而在查找的过程中需要进行大量的索引元素大小的比较。大家可以想一下是整型的1 < 2比较速度快还是UUID的字符串“abc”<“123”(字符串可能是任何内容)比较速度快，显然整型比较要快的多，字符串在比较的时候会挨着一个个去比较，而且在比较的还需要先转换成ASII码，按照码表的顺序去比较，性能远远小于整型的比较。

从占用存储空间上来看：UUID占用的存储空间要远大于整型。由于索引是存储在磁盘上的，它是占用磁盘存储空间的，不是隐形的东西，是实实在在存在的，最终还可能被加载到内存中，我们是希望索引占用的存储空间越小越好，所以也是整型更好一点

至于为什么要使用自增的？

如果使用的是整型自增的数据，按照索引B+ Tree的结构，叶子节点从左往右是依次递增的，也就是说，新增加的索引元素一般来说，在最后面追加元素即可。维护节点只是增加后面的新节点。

如果使用的不是自增的数据，维护的代价比较大。假设有张数据表，现有的数据已经存储到对应的节点中去了，新增一个节点，如果之前的数据每个节点16KB都已存储满了，不能再存储新的元素了，而现在新增的元素刚好是需要插入到某个节点的中间位置（因为需要维护B+ Tree的特性，叶子结点依次递增的关系），节点就会进行分裂甚至还会进行一次平衡.比如，有以下原始数据：

现在插入4，刚插入如下图：

节点分裂：

节点平衡，最终状态：

所以，总的来说，自增数据，每次都是往后面插入数据，节点分裂和再平衡的情况出现的概率极低，如果不自增的话，时不时要往已经存储满的大节点中插入数据，会大量导致节点分裂和再平衡，效率是非常低的

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