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MySQL聚簇索引的優缺點是什么

發布時間:2023-04-19 14:16:37 來源:億速云 閱讀:104 作者:iii 欄目:MySQL數據庫

這篇文章主要介紹“MySQL聚簇索引的優缺點是什么”的相關知識,小編通過實際案例向大家展示操作過程,操作方法簡單快捷,實用性強,希望這篇“MySQL聚簇索引的優缺點是什么”文章能幫助大家解決問題。

1. 什么是聚簇索引

數據庫的索引從不同的角度可以劃分成不同的類型,聚簇索引便是其中一種。

聚簇索引英文是 Clustered Index,有時候小伙伴們可能也會看到有人將之稱為聚集索引等,與之相對的是非聚簇索引或者二級索引。

聚簇索引并不是一種單獨的索引類型,而是一種數據的存儲方式。在 MySQL 的 InnoDB 存儲引擎中,所謂的聚簇索引實際上就是在同一個 B+Tree 中保存了索引和數據行:此時,數據放在葉子結點中,聚簇聚簇,意思就是說數據行和對應的鍵值緊湊的存在一起。

假設我有如下數據:

id(主鍵)usernameageaddressgender
1ab99深圳
2ac98廣州
3af88北京
4bc80上海
5bg85重慶
6bw95天津
7bw99海口
8cc92武漢
9ck90深圳
10cx93深圳

那么它的聚簇索引大概就是這個樣子:

MySQL聚簇索引的優缺點是什么

那么大家可以看到,葉子上既有主鍵值(索引)又有數據行,節點上則只有主鍵值(索引)。

小伙伴們想想,MySQL 表中的數據在磁盤中只可能保存一份,不可能保存兩份,所以,在一個表中,聚簇索引只可能有一個,不可能有多個。

2. 聚簇索引和主鍵

有的小伙伴搞不清楚這兩者之間的關系,甚至將兩者劃等號,這是一個巨大的誤區。

在有的數據庫中,支持開發者自由的選擇使用哪一個索引作為聚簇索引,但是 MySQL 中是不支持這個特性的。

在 MySQL 中,如果表本身就有設置主鍵,那么主鍵就是聚簇索引;如果表本身沒有設置主鍵,則會選擇表中的一個唯一且非空的索引來作為聚簇索引;如果表中連唯一非空的索引都沒有,那么就會自動選擇表中的隱式主鍵來作為聚簇索引。關于 MySQL 中表的隱式主鍵,松哥會在將來的文章中和大家介紹。

不過一般來說,還是建議大家自己來為表設置主鍵,因為隱式主鍵是自增的,自增的都會存在一個問題:在自增值上會存在非常高的鎖競爭問題,主鍵的上界會稱為熱點數據,因為所有的插入操作都要主鍵自增,又不能重復,所以會發生鎖競爭進而導致性能降低。

根據上面的介紹,我們可以總結出 MySQL 中聚簇索引和主鍵索引的關系如下:

  • 聚簇索引不一定是主鍵索引。

  • 主鍵索引一定是聚簇索引。

3. 聚簇索引優缺點

先來說優點:

  • 相互關聯的數據我們可以將之保存在一起。例如有一個用戶訂單表,我們可以根據 用戶 ID + 訂單 ID 來聚集所有數據,用戶 ID 可能會重復,訂單 ID 則不會重復,這樣我們就能夠將一個用戶相關的訂單數據都保存在一起,如果需要查詢一個用戶的所有訂單,就會非常快,只需要少量的磁盤 IO 就可以做到。

  • 不需要回表,因此數據訪問速度更快。在聚簇索引中,索引和數據都在同一棵 B+Tree 上,因此從聚簇索引中獲取到的數據比從非聚簇索引上獲取數據更快(非聚簇索引需要回表)。

  • 對于第一點的案例,如果我們想根據用戶 ID 查詢到這個用戶所有的訂單 ID,那么此時都不用去到葉子結點了,因為支節點上就有我們需要的數據,所以直接利用覆蓋索引的特性,就可以讀取到需要的數據。

這些就是聚簇索引一些常見的優點,我們在日常的表設計中,其實應該充分利用好這些優點。

再來看看缺點:

  • 小伙伴們發現,前面我們說的聚簇索引的優勢主要是聚簇索引減少了 IO 次數,從而提高了數據庫的性能,但是有的 IO 密集型應用,可能直接上一個足夠大的內存,把數據都讀取到內存中操作,此時聚簇索引就沒有啥優勢了。

  • 隨機主鍵會導致頁分裂問題,主鍵順序插入的話,相對來說效率會高一些,因為在 B+Tree 中只需要不斷往后面追加即可;但是主鍵如果是非順序插入的話,效率就會低很多,因為可能會涉及到頁分裂問題。以上面那張圖為例,假設每個節點可以保存三條數據,現在我們要插入一個主鍵是 4.5 的記錄,那么就需要把主鍵為 5 的值往后移動,進而導致主鍵為 8 的節點也要往后移動。頁分裂會導致數據插入效率降低并且占用更多的存儲空間。

  • 非聚簇索引(二級索引)查詢的時候需要回表。因為一個索引就是一棵索引樹,數據都在聚簇索引上,所以如果使用非聚簇索引進行搜索,非聚簇索引的葉子上存儲的是主鍵值,先找到主鍵值,然后拿著主鍵值再來聚簇索引上搜索,這樣一共就查詢了兩棵索引樹,這就是回表。

關于“MySQL聚簇索引的優缺點是什么”的內容就介紹到這里了,感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識,可以關注億速云行業資訊頻道,小編每天都會為大家更新不同的知識點。

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