MySQL: Hash索引

1.介绍

1.innodb本身的索引结构是B+tree,而hash索引是innodb存储引擎提供的特性功能
2.innodb存储引擎内部自己去监控索引表,如果监控到某个索引经常用,那么就认为是热数据,然后内部自己创建一个hash索引(只适用“=”的查询,对“in”“<=>”这些范围查询不适用)
3.创建了hash索引后,如果下次又查询到这个索引,那么直接通过hash算法推导出记录的地址,直接一次就能查到数据,比重复去B+tree索引中查询三四次节点的效率高了不少

哈希索引

针对上图的理解:

  • keys:代表创建索引的列值;
  • buckets: 就是计算出来的hash值和对应的数据的物理位置组成的hash表;
  • entries:就是代表具体的数据行;
  • 创建hash索引后,会为每个键值通过特定的算法计算出一个哈希码(hash code),需要注意的是不同的键值计算出来的hash值可能是相同的,例上图上的 John Smith 和Sandra Dee算出来的hash值都是152,然后找到hash值为152在hash表中的存储数据的物理位置,这个位置对应着两条数据也(就是John Smith 521-1234 和Sandra Dee 521-9655),然后再次遍历这两条数据,找到需要的数据,这就解释了为啥hash冲突严重了,hash索引效率降低的原因。
    hash索引检索数据的过程(摘杂网络)
    当我们为某一列或某几列建立hash索引时(目前就只有MEMORY引擎显式地支持这种索引),会在硬盘上生成类似如下的文件:
hash值 存储地址
1db54bc745a1 77#45b5
4bca452157d4 76#4556,77#45cc…

hash值即为通过特定算法由指定列数据计算出来,存储地址即为所在数据行存储在硬盘上的地址(也有可能是其他存储地址,其实MEMORY会将hash表导入内存)。
这样,当我们进行WHERE age = 18 时,会将18通过相同的算法计算出一个hash值==>在hash表中找到对应的储存地址==>根据存储地址取得数据==>最后一步确定这行数据是否是需要查询的数据。
所以,每次查询时都要遍历hash表,直到找到对应的hash值,数据量大了之后,hash表也会变得庞大起来,性能下降,遍历耗时增加;

Hash索引的优缺点

优点:

因为索引自身只需存储对应的哈希值,所以索引的结构十分紧凑,这也让哈希索引查找的速度非常快

缺点:

1、不能避免读取行

哈希索引只包含哈希值和行指针,而不存储字段值,所以不能使用索引中的值来避免读取行。不过,访问内存中的行的速度很快,所以大部分情况下这一点对性能的影响并不明显。

2、无法用于排序

哈希索引数据并不是按照索引值顺序存储的,所以也就无法用于排序。

3、无法使用部分索引列匹配查找

哈希索引也不支持部分索引列匹配查找,因为哈希索引始终是使用索引列的全部内容来计算哈希值的。例如,在数据列(A,B)上建立哈希索引,如果查询只有数据列A,则无法使用该索引。

4、只支持等值查找

哈希索引只支持等值比较查询,包括=、IN()、<=>(注意<>和<=>是不同的操作)。也不支持任何范围查询,例如WHERE price>100。

5、存在Hash冲突

访问哈希索引的数据非常快,除非有很多哈希冲突(不同的索引列值却有相同的哈希值)。当出现哈希冲突的时候,存储引擎必须遍历链表中所有的行指针,逐行进行比较,直到找到所有符合条件的行。

同时,当哈希冲突很多的时候,一些索引维护操作的代价也会很高。例如,如果在某个选择性很低(哈希冲突很多)的列上建立哈希索引,那么当从表中删除一行时,存储引擎需要遍历对应哈希值的链表中的每一行,找到并删除对应行的引用,冲突越多,代价越大。

综上,Hash索引只适用于某些特定的场景(也就是说实际使用中用得非常少-_-!)

自适应哈希索引

InnoDB 存储引擎会监控对表上索引的查找,如果观察到建立哈希索引可以带来速度的提升,则建立哈希索引。
查看当前自适应哈希索引的使用状况:ON表示开启自适应哈希索引

SHOW VARIABLES LIKE '%ap%hash_index';
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