MySQL源码：索引相关的数据结构(前篇)_MySQL

本文将尝试介绍MySQL索引存储相关的数据结构。程序=数据结构+算法，了解数据结构，然后就可以进一步了解MySQL源码中如何使用索引，如何选择自己的执行计划。

1. MYSQL如何描述某个数据表的索引

MySQL使用TABLE对象来描述一个数据表，那么数据表的索引是如何描述，索引的统计信息又是如何存储的呢? 例如我们有如下数据表：

CREATE TABLE `users` (`id` int(11) NOT NULL,`nick` varchar(32) DEFAULT NULL,`reg_date` datetime DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`),KEY `IND_NICK` (`nick`),KEY `IND_REGDATE` (`reg_date`))

CREATETABLE`users`(

`id`int(11)NOTNULL,

`nick`varchar(32)DEFAULTNULL,

`reg_date`datetimeDEFAULTNULL,

PRIMARYKEY(`id`),

KEY`IND_NICK`(`nick`),

KEY`IND_REGDATE`(`reg_date`)

)

该表有索引，PRIMARY KEY、IND_NICK、IND_REGDATE，我们来看看MySQL内部是如何存储这三个索引，以及如何使用这些索引的统计信息的。下图，描述了存储一个数据表索引的主要结构：

• MySQL使用TABLE对象描述一个数据表，他的成员key_info（类型为KEY）描述这个表的全部索引
• key_info是一个数组，每一个元素是一个KEY(vim -t KEY查看)对象，代表了一个索引，顺序的，整个数组代表了这个表的全部索引
• key_info（KEY对象）的成员key_part，是指向KEY_PART_INFO数组的指针，该数组描述了某个索引所有的索引列信息，数组的每个元素代表了一个索引列
• 最后，key_part的成员field指向该索引列对应的数据表字段

2. GDB打印观察索引信息

2.1 打印索引基本信息

某个索引（例如IND_NICK）的基本信息是存储在KEY结构(table->key_info数组)中，这里，我们来打印索引IND_NICK的基本信息来观察KEY结构：

(gdb) p s->table->key_info[1]$26 = {key_length = 67, flags = 104, key_parts = 1, extra_length = 3, usable_key_parts = 1, block_size = 1024, algorithm = HA_KEY_ALG_UNDEF, {parser = 0x0, parser_name = 0x0}, key_part = 0x7f6514020860, name = 0x7f651401fc11 "IND_NICK", rec_per_key = 0x7f651401fa68, handler = {bdb_return_if_eq = 0}, table = 0x7f6514023d30}

(gdb)ps->table->key_info[1]

$26={key_length=67,flags=104,key_parts=1,

extra_length=3,

usable_key_parts=1,

block_size=1024,

algorithm=HA_KEY_ALG_UNDEF,

{parser=0x0,

parser_name=0x0

},

key_part=0x7f6514020860,

name=0x7f651401fc11"IND_NICK",

rec_per_key=0x7f651401fa68,

handler={

bdb_return_if_eq=0

},

table=0x7f6514023d30

}

key_length = 67： 表示这个索引入口长为67(不包括rowid),32*2 + 1(NULL) + VARCHAR变成信息

flags = 104 这是一个索引信息的标志位，存储了这个索引的一些重要属性，例如是不是唯一索引，索引中有没有变长字段，是不是一个全文索引等，104表示为二进制，即是1101000，也等于8+32+64，也就是HA_VAR_LENGTH_KEY|HA_BINARY_PACK_KEY|HA_NULL_PART_KEY

更多flags类型：

#define HA_NOSAME 1 /* Set if not dupplicated records */#define HA_PACK_KEY 2 /* Pack string key to previous key */#define HA_SPACE_PACK_USED 4 /* Test for if SPACE_PACK used */#define HA_VAR_LENGTH_KEY 8#define HA_AUTO_KEY 16#define HA_BINARY_PACK_KEY 32 /* Packing of all keys to prev key */#define HA_NULL_PART_KEY 64#define HA_FULLTEXT 128 /* For full-text search */#define HA_UNIQUE_CHECK 256 /* Check the key for uniqueness */#define HA_SPATIAL 1024 /* For spatial search */#define HA_NULL_ARE_EQUAL 2048 /* NULL in key are cmp as equal */#define HA_GENERATED_KEY 8192 /* Automaticly generated key */key_part = 0x7f6514020860 这个指针指向一个KEY_PART_INFO数组，存储

#define HA_NOSAME 1 /* Set if not dupplicated records */

#define HA_PACK_KEY 2 /* Pack string key to previous key */

#define HA_SPACE_PACK_USED 4 /* Test for if SPACE_PACK used */

#define HA_VAR_LENGTH_KEY 8

#define HA_AUTO_KEY 16

#define HA_BINARY_PACK_KEY 32 /* Packing of all keys to prev key */

#define HA_NULL_PART_KEY 64

#define HA_FULLTEXT 128 /* For full-text search */

#define HA_UNIQUE_CHECK 256 /* Check the key for uniqueness */

#define HA_SPATIAL 1024 /* For spatial search */

#define HA_NULL_ARE_EQUAL 2048 /* NULL in key are cmp as equal */

#define HA_GENERATED_KEY 8192 /* Automaticly generated key */

key_part=0x7f6514020860这个指针指向一个KEY_PART_INFO数组，存储

了索引各个列的信息。

2.2 打印索引某一列的基本信息

(gdb) p s->table->key_info[1]->key_part[0]$29 = {field = 0x7f6514020588, offset = 5, null_offset = 0, length = 64, store_length = 67, key_type = 32768, fieldnr = 2, key_part_flag = 24, type = 15 '/017', null_bit = 1 '/001'}

(gdb)ps->table->key_info[1]->key_part[0]

$29={

field=0x7f6514020588,

offset=5,null_offset=0,length=64,

store_length=67,

key_type=32768,

fieldnr=2,

key_part_flag=24,

type=15'/017',

null_bit=1'/001'

}

field = 0x7f6514020588 指向这个索引列使用数据表的那一列

offset = 5 改索引列从索引串的第一个偏移开始

null_offset = 0 null信息存储偏移

length = 64, 索引串长度

store_length = 67, 整个索引入口长度

…

2.3 打印索引某列详情

(gdb) p *s->table->key_info[1]->key_part[0]->field$36 = {...table = 0x7f6514023d30, ...field_name = 0x7f651401fcf4 "nick", ...key_start = {map = 2}, part_of_key = {map = 2}, part_of_key_not_clustered = {map = 2}, part_of_sortkey = {map = 2}, ...}

(gdb)p *s->table->key_info[1]->key_part[0]->field

$36={...

table=0x7f6514023d30,

...

field_name=0x7f651401fcf4"nick",

...key_start={map=2},part_of_key={map=2},

part_of_key_not_clustered={

map=2},

part_of_sortkey={

map=2},...}

table = 0x7f6514023d30 指向该列所在的数据表

field_name = 0x7f651401fcf4 “nick” 列名

key_start = 2 包含这个字段且为索引第一个字段的索引编号，2的二进制是10，也就是第二索引以该字段为起始

3. MYSQL源码中如何使用索引信息

下面摘抄函数store_create_info(显示SHOW CREATE TABLE命令)显示索引信息部分的代码如下：

1351 for (uint i=0 ; i keys ; i++,key_info++)1352 {1353 KEY_PART_INFO *key_part= key_info->key_part;...1357 if (i == primary_key && !strcmp(key_info->name, primary_key_name))1358 {1359 found_primary=1;1364 packet->append(STRING_WITH_LEN("PRIMARY KEY"));1365 }1366 else if (key_info->flags & HA_NOSAME)1367 packet->append(STRING_WITH_LEN("UNIQUE KEY "));...1372 else1373 packet->append(STRING_WITH_LEN("KEY "));...1380 for (uint j=0 ; j key_parts ; j++,key_part++)1381 {...1401 }1402 packet->append(')');1403 store_key_options(thd, packet, table, key_info);1404 if (key_info->parser)1405 {...1410 }1411 }

1351for(uinti=0;ikeys;i++,key_info++)

1352{

1353KEY_PART_INFO *key_part=key_info->key_part;

...

1357if(i==primary_key&&!strcmp(key_info->name,primary_key_name))

1358{

1359found_primary=1;

1364packet->append(STRING_WITH_LEN("PRIMARY KEY"));

1365}

1366elseif(key_info->flags&HA_NOSAME)

1367packet->append(STRING_WITH_LEN("UNIQUE KEY "));

...1372else

1373packet->append(STRING_WITH_LEN("KEY "));

...

1380for(uintj=0;jkey_parts;j++,key_part++)

1381{...1401}

1402packet->append(')');

1403store_key_options(thd,packet,table,key_info);

1404if(key_info->parser)

1405{...1410}1411}

小结：

(1) 可以看到MySQL如何遍历一个表的所有索引

key_info= table->key_info;for (uint i=0 ; i keys ; i++,key_info++){...}

key_info=table->key_info;

for(uinti=0;ikeys;i++,key_info++)

{...}

(2) 可以看到MySQL如何根据key_info->flags字段如何区分唯一索引，全文索引等

(3) 可以看到MySQL如何遍历一个索引的所有字段：

KEY_PART_INFO *key_part= key_info->key_part;for (uint j=0 ; j key_parts ; j++,key_part++){...}

KEY_PART_INFO *key_part=key_info->key_part;

for(uintj=0;jkey_parts;j++,key_part++)

{...}

(4) 查看完整的这个函数还可以看到MySQL如何读取数据表的各个column

文章来自：orczhou