InnoDB索引存儲結構

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InnoDB默認創建的主鍵索引是聚簇索引（Clustered Index），其它索引都屬於輔助索引（Secondary Index），也被稱為二級索引或非聚簇索引。

接下來通過一個簡單的例子，說明下這兩種索引在存儲數據中的具體實現。

首先創建一張商品表，如下：

CREATE TABLE `merchandise`  (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `serial_no` varchar(20)  DEFAULT NULL,
  `name` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `unit_price` decimal(10, 2) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

然后新增了以下幾行數據，如下：

使用的是InnoDB存儲引擎，由於InnoDB使用的是聚簇索引，聚簇索引中的葉子節點則記錄了主鍵值、事務id、用於事務和MVCC的回流指針以及所有的剩余列，如下圖所示：

基於上面的圖示，如果需要根據商品編碼serial_no查詢商品，就需要將商品編碼serial_no列作為一個索引列。此時創建的索引是一個輔助索引，但葉子節點存儲的就不是行指針了，而是主鍵值，並以此來作為指向行的指針。這樣的好處就是當行發生移動或者數據分裂時，不用再維護索引的變更。

 

回表

如果使用主鍵索引查詢商品，則會按照B+樹的索引找到對應的葉子節點，直接獲取到行數據：

select * from merchandise where id = 7

如果使用serial_no查詢商品，即使用輔助索引進行查詢，則會先檢索輔助索引中的B+樹的serial_no，找到對應的葉子節點，獲取主鍵值，然后再通過聚簇索引中的B+樹檢索到對應的葉子節點，然后獲取整行數據。這個過程叫做回表。

回表就是先通過輔助索引掃描出數據所在的行，再通過行主鍵id取出索引中未提供的數據，即基於非主鍵索引的查詢需要多掃描一棵索引樹。

 

覆蓋索引

假設只需要查詢商品的名稱、價格信息，有什么方式來避免回表呢？可以建立一個組合索引，即商品編碼、名稱、價格作為一個組合索引。如果索引中存在這些數據，查詢將不會再次檢索主鍵索引，從而避免回表。

從輔助索引中查詢得到記錄，而不需要通過聚簇索引查詢獲得，MySQL中將其稱為覆蓋索引。使用覆蓋索引的好處很明顯，不需要查詢出包含整行記錄的所有信息，因此可以減少大量的I/O操作。

通常在InnoDB中，除了查詢部分字段可以使用覆蓋索引來優化查詢性能之外，統計數量也會用到。例如， SELECT COUNT(*)時，如果不存在輔助索引，此時會通過查詢聚簇索引來統計行數，如果此時正好存在一個輔助索引，則會通過查詢輔助索引來統計行數，減少I/O操作。

CREATE TABLE `test` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `a` varchar(32) NOT NULL,
  `b` varchar(32) NOT NULL,
  `c` varchar(64) NOT NULL,
  `d` varchar(128) NOT NULL,
  `e` varchar(256) NOT NULL,
  `create_time` timestamp(3) NOT NULL DEFAULT current_timestamp(3),
  `update_time` timestamp(3) NOT NULL DEFAULT current_timestamp(3) ON UPDATE current_timestamp(3),
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_a_b` (`a`,`b`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=11 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

 

Reference

https://time.geekbang.org/column/article/116369

https://zhuanlan.zhihu.com/p/27700617