带你了解什么是非聚簇索引、回表

二级索引(辅助索引、非聚簇索引)

在MySQL中,一个数据表只能有一个聚簇索引,但是可以有多个二级索引

上边介绍的聚簇索引只能在搜索条件是主键值时才能发挥作用,因为B+树中的数据都是按照主键进行排序的。那如果我们想以别的列作为搜索条件该怎么办呢?肯定不能是从头到尾沿着链表依次遍历记录一遍。

答案:我们可以多建几棵B+树,不同的B+树中的数据采用不同的排序规则。比方说我们用 c2 列的大小作为数据页、页中记录的排序规则,再建一棵B+树,效果如下图所示:

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这个B+树与上边介绍的聚簇索引有几处不同:

  • 使用记录c2列的大小进行记录和页的排序,这包括三个方面的含义:
    • 页内的记录是按照c2列的大小顺序排成一个 单向链表
    • 各个存放 用户记录的页 也是根据页中记录的c2列大小顺序排成一个 双向链表
    • 存放目录项记录的页分为不同的层次,在同一层次中的页也是根据页中目录项记录的c2列大小顺序排成一个双向链表
  • B+树的叶子节点存储的并不是完整的用户记录,而只是c2列+主键这两个列的值。
  • 目录项记录中不再是主键+页号的搭配,而变成了c2列+页号的搭配。

所以如果我们现在想通过c2列的值查找某些记录的话就可以使用我们刚刚建好的这个B+树了。以查找c2列的值为4的记录为例,查找过程如下:

  1. 确定目录项记录页

    根据根页面,也就是页44,可以快速定位到目录项记录所在的页为页42(因为2< 4<9 )。

  2. 通过 目录项记录页 确定用户记录真实所在的页。

    在页42中可以快速定位到实际存储用户记录的页,但是由于c2列并没有唯一性约束,所以c2列值为4的记录可能分布在多个数据页中,又因为2< 4≤4,所以确定实际存储用户记录的页在页34和页35中。

  3. 在真实存储用户记录的页中定位到具体的记录。

    到页34和页35中定位到具体的记录。

  4. 但是这个B+树的叶子节点中的记录只存储了c2和c1(也就是主键)两个列,所以我们必须再根据主键值去聚簇索引中再查找—遍完整的用户记录。

概念:回表

我们根据这个以c2列大小排序的B+树只能确定我们要查找记录的主键值,所以如果我们想根据c2列的值查找到完整的用户记录的话,仍然需要到聚簇索引中再查一遍,这个过程称为回表。也就是根据c2列的值查询一条完整的用户记录需要使用到2棵B+树

问题:为什么我们还需要一次 回表 操作呢?直接把完整的用户记录放到叶子节点不OK吗?

回答:

如果把完整的用户记录放到叶子节点是可以不用回表。但是太占地方了,相当于每建立一棵B+树都需要把所有的用户记录再都拷贝一遍,这就有点太浪费存储空间了。

因为这种按照 非主键列 建立的B+树需要一次回表操作才可以定位到完整的用户记录,所以这种B+树也被称为二级索引(英文名secondary index ) ,或者辅助索引 。由于我们使用的是c2列的大小作为B+树的排序规则,所以我们也称这个B+树是为c2列建立的索引。

非聚簇索引的存在不影响数据在聚簇索引中的组织,所以一张表可以有多个非聚簇索引。

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小结:聚簇索引与非聚簇索引的原理不同,在使用上也有一些区别:

  1. 聚簇索引的 叶子节点 存储的就是我们的 数据记录,非聚簇索引的叶子节点存储的是 数据位置 。非聚簇索引不会影响数据表的物理存储顺序。
  2. 一个表只能有一个聚簇索引,因为只能有一种排序存储的方式,但可以有多个非聚簇索引,也就是多个索引目录提供数据检索。
  3. 使用聚簇索引的时候,数据的查询效率高 ,但如果对数据进行插入,删除,更新等操作,效率会比非聚簇索引低。

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