索引构建过程
在有数据的表上构建索引,InnoDB中有以下几个阶段:1.读取阶段(从聚簇索引读取并构建二级索引条目)2.合并排序阶段3.插入阶段(将排序记录插入二级索引)在5.6版本之前,MySQL通过一次插入一条记录来构建二级索引。这是一种“自上而下”的方法。搜索插入位置从树的根部(顶部)开始并达到叶页(底部)。该记录插入光标指向的叶页上。在查找插入位置和进行业面拆分和合并方面开销很大。从MySQL5.7开始,添加索引期间的插入阶段使用“排序索引构建”,也称为“批量索引加载”。在这种方法中,索引是“自下而上”构建的。即叶页(底部)首先构建,然后非叶级别直到根(顶部)。
示例
在这些情况下使用排序的索引构建:
- ALTERTABLEt1ADDINDEX(orCREATEINDEX)
- ALTERTABLEt1ADDFULLTEXTINDEX
- ALTERTABLEt1ADDCOLUMN,ALGORITHM=INPLACE
- OPIMIZEt1
- 对于最后两个用例,ALTER会创建一个中间表。中间表索引(主要和次要)使用“排序索引构建”构建。
- 算法
- 在0级别创建页,还要为此页创建一个游标
- 使用0级别处的游标插入页面,直到填满
- 页面填满后,创建一个兄弟页(不要插入到兄弟页)
- 为当前的整页创建节点指针(子页中的最小键,子页码),并将节点指针插入上一级(父页)
- 在较高级别,检查游标是否已定位。如果没有,请为该级别创建父页和游标
- 在父页插入节点指针
- 如果父页已填满,请重复步骤3,4,5,6
- 现在插入兄弟页并使游标指向兄弟页
- 在所有插入的末尾,每个级别的游标指向最右边的页。提交所有游标(意味着提交修改页面的迷你事务,释放所有锁存器)
- 为简单起见,上述算法跳过了有关压缩页和BLOB(外部存储的BLOB)处理的细节。
- 通过自下而上的方式构建索引为简单起见,假设子页和非子页中允许的最大记录数为3
- CREATETABLEt1(aINTPRIMARYKEY,bINT,cBLOB);
- INSERTINTOt1VALUES(1,11,’hello111′);
- INSERTINTOt1VALUES(2,22,’hello222′);
- INSERTINTOt1VALUES(3,33,’hello333′);
- INSERTINTOt1VALUES(4,44,’hello444′);
- INSERTINTOt1VALUES(5,55,’hello555′);
- INSERTINTOt1VALUES(6,66,’hello666′);
- INSERTINTOt1VALUES(7,77,’hello777′);
- INSERTINTOt1VALUES(8,88,’hello888′);
- INSERTINTOt1VALUES(9,99,’hello999′);
- INSERTINTOt1VALUES(10,1010,’hello101010′);
- ALTERTABLEt1ADDINDEXk1(b);
- InnoDB将主键字段追加到二级索引。二级索引k1的记录格式为(b,a)。在排序阶段完成后,记录为:
- (11,1),(22,2),(33,3),(44,4),(55,5),(66,6),(77,7),(88,8),(99,9),(1010,10)
- 初始插入阶段
- 让大家从记录(11,1)开始。
- 在0级别(叶级别)创建页
- 创建一个到页的游标
- 所有插入都将转到此页面,直到它填满了
- 箭头显示游标当前指向的位置。它目前位于第5页,下一个插入将转到此页面。
- 还有两个空闲插槽,因此插入记录(22,2)和(33,3)非常简单对于下一条记录(44,4),页码5已满(前面提到的假设最大记录数为3)。这就是步骤。页填充时的索引构建
- 创建一个兄弟页,页码6
- 不要插入兄弟页
- 在游标处提交页面,即迷你事务提交,释放锁存器等
- 作为提交的一部分,创建节点指针并将其插入到【当前级别+1】的父页面中(即在1级别)
- 节点指针的格式(子页面中的最小键,子页码)。第5页的最小键是(11,1)。在父级别插入记录((11,1),5)。
- 1级别的父页尚不存在,MySQL创建页码7和指向页码7的游标。
- 将((11,1),5)插入第7页
- 现在,返回到0级并创建从第5页到第6页的链接,反之亦然
- 0级别的游标现在指向兄弟页,页码为6
- 将(44,4)插入第6页
- 下一个插入-(55,5)和(66,6)-很简单,它们转到第6页。
- 插入记录(77,7)类似于(44,4),除了父页面(页面编号7)已经存在并且它有两个以上记录的空间。首先将节点指针((44,4),8)插入第7页,然后将(77,7)记录到同级8页中。
- 插入记录(88,8)和(99,9)很简单,因为第8页有两个空闲插槽。
- 下一个插入(1010,10)。将节点指针((77,7),8)插入1级别的父页(页码7)。MySQL在0级创建同级页码9。将记录(1010,10)插入第9页并将光标更改为此页面。以此类推。在上面的示例中,数据库在0级别提交到第9页,在1级别提交到第7页。
- 大家现在有了一个完整的B+-tree索引,它是自下至上构建的!
- 索引填充因子全局变量innodb_fill_factor用于设置插入B-tree页中的空间量。默认值为100,表示使用整个业面(不包括页眉)。聚簇索引具有innodb_fill_factor=100的免除项。在这种情况下,聚簇索引也空间的1/16保持空闲。即6.25%的空间用于未来的DML。
- 值80意味着MySQL使用了80%的页空间填充,预留20%于未来的更新。如果innodb_fill_factor=100则没有剩余空间供未来插入二级索引。如果在添加索引后,期望表上有更多的DML,则可能导致业面拆分并再次合并。在这种情况下,建议使用80-90之间的值。此变量还会影响使用OPTIMIZETABLE和ALTERTABLEDROPCOLUMN,ALGOITHM=INPLACE重新创建的索引。也不应该设置太低的值,例如低于50。因为索引会占用浪费更多的磁盘空间,值较低时,索引中的页数较多,索引统计信息的采样可能不是最佳的。优化器可以选择具有次优统计信息的错误查询计划。
- 排序索引构建的优点
- 没有页面拆分(不包括压缩表)和合并
- 没有重复搜索插入位置
- 插入不会被重做记录(页分配除外),因此重做日志子系统的压力较小
- 缺点
- ALTER正在进行时,插入性能降低Bug#82940,但在后续版本中计划修复。