MySQL面試題講解之如何設(shè)置Hash索引
除了B-Tree 索引,MySQL還提供了如下索引:
- Hash索引
只有Memory引擎支持,場景簡單
- R-Tree索引
MyISAM的一個特殊索引類型,主要用于地理空間數(shù)據(jù)類型
- Full-text
MyISAM的一個特殊索引,主要用于全文索引,從MySQL 5.6開始InnoDB支持全文索引
索引 / 存儲引擎MyISAMInnoDBMemoryB-Tree索引支持支持支持HASH索引不支持不支持支持R-Tree索引支持支持不支持Full-text索引支持支持不支持
最常用的索引也就是B-tree索引和Hash索引,且只有Memory, NDB兩種引擎支持Hash索引。 Hash索引適于key-value查詢,通過Hash索引比B-tree索引查詢更加迅速。但Hash索引不支持范圍查找例如<><==,>==等。 Memory只有在"="的條件下才會使用hash索引
MySQL在 8.0才支持函數(shù)索引,在此之前只能對列的前面某一部分進(jìn)行索引,例如標(biāo)題title字段,可以只取title的前10個字符索引,這樣的特性大大縮小了索引文件的大小,但前綴索引也有缺點,在order by和group by操作時失效。
create index idx_title on film(title(10));
1 特點
只存在數(shù)組,用一個hash函數(shù)把key轉(zhuǎn)換成一個確定的內(nèi)存位置,然后把value放在數(shù)組的該位置。使用 hash 自然會有哈希沖突可能,MySQL 采取拉鏈法解決。
Hash索引基于Hash表實現(xiàn),只有查詢條件精確匹配Hash索引中的列時,才能夠使用到hash索引。對于Hash索引中的所有列,存儲引擎會為每行計算一個hashcode,Hash索引中存儲的就是hashcode。
- 例如一個維護(hù)了身份證號和姓名的表,根據(jù)身份證號查找對應(yīng)名字,其hash索引如下:
比如我們想查ID_card_n4對應(yīng)username:
- 將ID_card_n4通過hash函數(shù)算出A
- 按順序遍歷,找到User4
四個ID_card_n值并不一定遞增,這樣即使增加新的User,速度也快,只需在后追加。 當(dāng)然缺點也很明顯,不是有序,所以hash索引做區(qū)間查詢速度很慢。比如要找身份證號在[ID_card_X, ID_card_Y]區(qū)間的所有用戶,就須全表掃描。
2 Hash索引的缺陷
- 必須二次查找
- 不支持部分索引查找、范圍查找
- 哈希碼可能存在哈希沖突,如果hash 算法設(shè)計不好,碰撞過多,性能也會變差
- 索引存放的是hash值,所以僅支持 < = > 以及 IN
- 無法通過操作索引來排序,因為存放的時候會經(jīng)過hash計算,但是計算的hash值和存放的不一定相等,所以無法排序
- 不能避免全表掃描,只是由于在memory表里支持非唯一值hash索引,即不同的索引鍵,可能存在相同hash值
- 因為哈希表是一種根據(jù)關(guān)鍵字直接訪問內(nèi)存存儲位置的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ,所以利用其原理的hash 索引,也就需要將所有數(shù)據(jù)文件添加到內(nèi)存,這就很耗內(nèi)存
- 如果所有的查詢都是等值查詢,那么hash確實快,但實際上范圍查找數(shù)據(jù)更多
- 智能處理鍵值得全值匹配
- 查詢Hash函數(shù)決定著索引鍵的大小
要使InnoDB或MyISAM支持哈希索引,可以通過偽哈希索引來實現(xiàn),叫自適應(yīng)哈希索引。
可通過增加一個字段,存儲hash值,將hash值建立索引,在插入和更新的時候,建立觸發(fā)器,自動添加計算后的hash到表里。
哈希表這種結(jié)構(gòu)適用于只有等值查詢的場景,比如Memcached。
3 案例應(yīng)用
假如有一個非常非常大的表,比如用戶登錄時需要通過email檢索出用戶,如果直接在email列建索引,除了索引區(qū)間匹配,還要進(jìn)行字符串匹配比對,email短還好,如果長的話這個查詢代價就比較大。 若此時,在email建立哈希索引,查詢以int查詢,性能就比字符串比對查詢快多了。
Hash 算法
建立哈希索引,首先就要選定哈希算法,《高性能MySQL》說到的CRC32算法。
INSERT UPDATE SELECT 操作
在表中添加hash值的字段:
ALTER TABLE `User` ADD COLUMN email_hash int unsigned NOT NULL DEFAULT 0;
接下來就是在UPDATE和INSERT時,自動更新 email_hash 字段,通過觸發(fā)器實現(xiàn):
DELIMITER | CREATE TRIGGER user_hash_insert BEFORE INSERT ON `User` FOR EACH ROW BEGIN SET NEW.email_hash=crc32(NEW.email); END; | CREATE TRIGGER user_hash_update BEFORE UPDATE ON `User` FOR EACH ROW BEGIN SET NEW.email_hash=crc32(NEW.email); END; | DELIMITER ;
這樣SELECT請求就會變成:
SELECT `email`, `email_hash` FROM `User` WHERE email_hash = CRC32(“xxoo@gmail.com”) AND `email`= “xxoo@gmail.com”;
+----------------------------+------------+
| email | email_hash |
+----------------------------+------------+
| xxoo@gmail.com | 2765311122 |
+----------------------------+------------+
AND email = "xxoo@gmail.com" 是為了防止哈希碰撞時數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
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