索引（二）

查詢過程

1，查詢語句在索引樹上查找過程，先通過B+樹從樹根開始按層搜尋到葉子節點，資料頁内部通過二分法定位記錄。

1）對于普通索引，查找到滿足條件的第一個記錄後，需要查找下一個記錄，直到第一個不滿足條件的記錄。

2）對于唯一索引，由于索引定義了唯一性，查詢到第一個滿足條件的記錄後，就會停止搜尋。

2，兩種不同方式帶來的性能差距比較小，InnoDB資料是按資料頁為機關來讀寫的，當需要讀一條記錄時，不是将這條記錄從磁盤讀出，而是将這條記錄的資料頁整體讀入記憶體。

1）InnoDB中，每個資料頁的大小預設是16KB。

2）普通索引查找和判斷下一條記錄，隻需要一次指針尋找和一次計算，但查找的記錄剛好是資料頁的最後一條記錄，則取下一條記錄時必須讀取下一個資料頁，操作稍微複雜一些。

3）對于整型字段，一個資料頁可以存放近千個key，讀取下一個資料頁的機率比較低，是以在計算平均性能差異時忽略不計。

更新過程

1，更新語句，如果資料頁在記憶體中直接更新，資料頁不在記憶體中，在不影響資料一緻性的前提下，InnoDB将更新緩存在change buffer中。

1）不從磁盤讀入資料頁，在下次查詢需要通路資料頁時再将資料頁讀入記憶體，然後執行change buffer中與資料頁有關的操作，保證資料邏輯的正确性。

2）change buffer中的操作應用到原資料頁的過程為merge，通路資料頁會觸發merge，系統背景線程也會定期merge，資料庫正常關閉也會執行merge操作。

2，change buffer是可以持久化的資料，在記憶體中有拷貝，也會寫入到磁盤。

1）資料讀入記憶體需要占用buffer pool，使用change buffer可減少讀磁盤，提升語句執行速度，還可避免占用記憶體，提高記憶體使用率。

2）change buffer占用的buffer pool的記憶體，大小可通過參數innodb_change_buffer_max_size動态設定，設定為50時，表示最多隻能占buffer pool的50%。

change buffer

1，唯一索引不使用change buffer，普通索引使用。

1）唯一索引，所有的更新都要先判斷索引的唯一性，例如插入資料時需要先判斷表中key是否存在，則必須将資料頁讀入記憶體，沒有沖突則插入資料，語句執行結束，也就沒必要使用change buffer了。

2）普通索引可以使用change buffer，将更新記錄在change buffer中，語句執行結束。

2，将資料從磁盤讀入記憶體涉及随機IO的通路，是資料庫中成本最高的操作之一，change buffer減少了随機磁盤的通路，對更新的性能提升比較明顯。

3，merge才是真正資料更新過程，資料頁merge之前，change buffer記錄的變更越多，性能提升越明顯。

1）在帳單類、日志類寫多讀少的業務中，頁面寫完立即通路的機率較小，change buffer使用效果佳。

2）業務更新之後立刻查詢，更新記錄在change buffer裡，但立刻通路這個資料頁觸發merge過程，随機通路IO次數并不會減少，反而增加了change buffer的維護代價，可以關閉change buffer。

3）普通索引和唯一索引盡量選擇普通索引，配合使用change buffer，更新優化明顯。

change buffer和redo log

1，執行一條更新語句：

1）如果資料頁在記憶體中，直接更新記憶體同時記錄到redo log，之後執行查詢操作直接從記憶體傳回；

2）如果資料頁不在記憶體中，将更新記錄到記憶體change buffer區域，并記錄到redo log中，之後執行查詢操作，需要從磁盤讀入資料頁到記憶體，再應用change buffer操作，最後傳回正确結果。

2，一條更新語句插入多個記錄，按以上原則寫到記憶體或change buffer中，寫了兩處記憶體，多條記錄順序寫入redo log，寫一次磁盤。

3，redo log主要節省随機寫磁盤的IO消耗(轉成順序寫)，change buffer主要節省随機讀磁盤的IO消耗。