MySQL索引结构：B树与B+树

MySQL索引结构：B树与B+树

B树和B+树是MySQL索引的底层数据结构，但实际实现中InnoDB引擎默认使用B+树。

B树特点

• 每个节点存储键值和数据，可能导致非叶子节点数据占用空间大。
• 所有节点都可能包含数据，查询效率不稳定。

B+树特点

• 非叶子节点仅存储键值（索引），数据全部存储在叶子节点。
• 叶子节点通过指针连接，支持高效的范围查询。
• 更矮的树高，减少磁盘I/O次数。

聚集索引与非聚集索引

聚集索引

• 叶子节点直接存储行数据，表数据按索引顺序物理排序。
• InnoDB中主键默认为聚集索引，若未定义主键，则选择第一个唯一非空索引替代。

非聚集索引（二级索引）

• 叶子节点存储主键值而非行数据，查询需回表（通过主键二次查找）。
• 一个表可有多个非聚集索引。

示例代码

创建表并定义索引

-- 创建包含聚集索引（主键）和非聚集索引的表
CREATE TABLE employees (id INT PRIMARY KEY,               -- 聚集索引name VARCHAR(50),age INT,department VARCHAR(50),INDEX idx_name_age (name, age),   -- 非聚集索引（复合索引）INDEX idx_department (department) -- 非聚集索引
) ENGINE=InnoDB;

插入测试数据

INSERT INTO employees VALUES 
(1, 'Alice', 28, 'HR'),
(2, 'Bob', 32, 'Engineering'),
(3, 'Charlie', 25, 'Marketing');

查询示例

-- 使用聚集索引（主键）查询
SELECT * FROM employees WHERE id = 2;-- 使用非聚集索引查询（需回表）
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'Alice';-- 覆盖索引优化（避免回表）
EXPLAIN SELECT name, age FROM employees WHERE name = 'Alice';

索引使用分析

-- 查看索引使用情况
SHOW INDEX FROM employees;-- 查询优化器分析
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE department = 'Engineering';

关键注意事项

• 聚集索引的列选择应避免频繁更新，否则可能导致页分裂影响性能。
• 复合索引需遵循最左前缀原则，例如idx_name_age索引对WHERE name='Alice'有效，但对WHERE age=25无效。
• 使用EXPLAIN分析查询计划，确认是否命中索引。

通过合理设计索引结构（如B+树特性）和索引类型（聚集/非聚集），可显著提升MySQL查询效率。