索引（二）

查询过程

1，查询语句在索引树上查找过程，先通过B+树从树根开始按层搜索到叶子节点，数据页内部通过二分法定位记录。

1）对于普通索引，查找到满足条件的第一个记录后，需要查找下一个记录，直到第一个不满足条件的记录。

2）对于唯一索引，由于索引定义了唯一性，查询到第一个满足条件的记录后，就会停止搜索。

2，两种不同方式带来的性能差距比较小，InnoDB数据是按数据页为单位来读写的，当需要读一条记录时，不是将这条记录从磁盘读出，而是将这条记录的数据页整体读入内存。

1）InnoDB中，每个数据页的大小默认是16KB。

2）普通索引查找和判断下一条记录，只需要一次指针寻找和一次计算，但查找的记录刚好是数据页的最后一条记录，则取下一条记录时必须读取下一个数据页，操作稍微复杂一些。

3）对于整型字段，一个数据页可以存放近千个key，读取下一个数据页的概率比较低，所以在计算平均性能差异时忽略不计。

更新过程

1，更新语句，如果数据页在内存中直接更新，数据页不在内存中，在不影响数据一致性的前提下，InnoDB将更新缓存在change buffer中。

1）不从磁盘读入数据页，在下次查询需要访问数据页时再将数据页读入内存，然后执行change buffer中与数据页有关的操作，保证数据逻辑的正确性。

2）change buffer中的操作应用到原数据页的过程为merge，访问数据页会触发merge，系统后台线程也会定期merge，数据库正常关闭也会执行merge操作。

2，change buffer是可以持久化的数据，在内存中有拷贝，也会写入到磁盘。

1）数据读入内存需要占用buffer pool，使用change buffer可减少读磁盘，提升语句执行速度，还可避免占用内存，提高内存利用率。

2）change buffer占用的buffer pool的内存，大小可通过参数innodb_change_buffer_max_size动态设置，设置为50时，表示最多只能占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断索引的唯一性，例如插入数据时需要先判断表中key是否存在，则必须将数据页读入内存，没有冲突则插入数据，语句执行结束，也就没必要使用change buffer了。

2）普通索引可以使用change buffer，将更新记录在change buffer中，语句执行结束。

2，将数据从磁盘读入内存涉及随机IO的访问，是数据库中成本最高的操作之一，change buffer减少了随机磁盘的访问，对更新的性能提升比较明显。

3，merge才是真正数据更新过程，数据页merge之前，change buffer记录的变更越多，性能提升越明显。

1）在帐单类、日志类写多读少的业务中，页面写完立即访问的概率较小，change buffer使用效果佳。

2）业务更新之后立刻查询，更新记录在change buffer里，但立刻访问这个数据页触发merge过程，随机访问IO次数并不会减少，反而增加了change buffer的维护代价，可以关闭change buffer。

3）普通索引和唯一索引尽量选择普通索引，配合使用change buffer，更新优化明显。

change buffer和redo log

1，执行一条更新语句：

1）如果数据页在内存中，直接更新内存同时记录到redo log，之后执行查询操作直接从内存返回；

2）如果数据页不在内存中，将更新记录到内存change buffer区域，并记录到redo log中，之后执行查询操作，需要从磁盘读入数据页到内存，再应用change buffer操作，最后返回正确结果。

2，一条更新语句插入多个记录，按以上原则写到内存或change buffer中，写了两处内存，多条记录顺序写入redo log，写一次磁盘。

3，redo log主要节省随机写磁盘的IO消耗(转成顺序写)，change buffer主要节省随机读磁盘的IO消耗。