【JavaGuide面试总结】MySQL篇·下
- 1.介绍一下索引吧
- 2.索引的优缺点
- 3.讲一下索引的底层数据结构
- Hash 表
- B 树& B+树
1.介绍一下索引吧
索引是一种用于快速查询和检索数据的数据结构,其本质可以看成是一种排序好的数据结构。
索引的作用就相当于书的目录。打个比方: 我们在查字典的时候,如果没有目录,那我们就只能一页一页的去找我们需要查的那个字,速度很慢。如果有目录了,我们只需要先去目录里查找字的位置,然后直接翻到那一页就行了。
在 MySQL 中,无论是 Innodb 还是 MyIsam,都使用了 B+树作为索引结构。🤑
2.索引的优缺点
优点 :
- 使用索引可以大大加快 数据的检索速度(大大减少检索的数据量), 这也是创建索引的最主要的原因。
- 通过创建唯一性索引,可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。
缺点 :
- 创建索引和维护索引需要耗费许多时间。当对表中的数据进行增删改的时候,如果数据有索引,那么索引也需要动态的修改,会降低 SQL 执行效率。
- 索引需要使用物理文件存储,也会耗费一定空间。
3.讲一下索引的底层数据结构
Hash 表
哈希表是键值对的集合,通过键(key)即可快速取出对应的值(value),因此哈希表可以快速检索数据(接近 O(1))
为何能够通过 key 快速取出 value 呢? 原因在于 哈希算法(也叫散列算法)。通过哈希算法,我们可以快速找到 key 对应的 index,找到了 index 也就找到了对应的 value
hash = hashfunc(key)
index = hash % array_size
但是!哈希算法有个 Hash 冲突 问题,也就是说多个不同的 key 最后得到的 index 相同。通常情况下,我们常用的解决办法是 链地址法。链地址法就是将哈希冲突数据存放在链表中。就比如 JDK1.8 之前 HashMap
就是通过链地址法来解决哈希冲突的。不过,JDK1.8 以后HashMap
为了减少链表过长的时候搜索时间过长引入了红黑树。
既然哈希表这么快,为什么 MySQL 没有使用其作为索引的数据结构呢? 主要是因为 Hash 索引不支持顺序和范围查询。假如我们要对表中的数据进行排序或者进行范围查询,那 Hash 索引可就不行了。并且,每次 IO 只能取一个。
试想一种情况:
SELECT * FROM tb1 WHERE id < 500;
Hash 索引是根据 hash 算法来定位的,难不成还要把 1 - 499 的数据,每个都进行一次 hash 计算来定位吗?这就是 Hash 最大的缺点了。
B 树& B+树
B 树也称 B-树(注意这里不是B减树,而是B杠树),全称为 多路平衡查找树 ,B+ 树是 B 树的一种变体。B 树和 B+树中的 B 是 Balanced
(平衡)的意思。
目前大部分数据库系统及文件系统都采用 B-Tree 或其变种 B+Tree 作为索引结构。😲
B 树& B+树两者有何异同呢?