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`) )
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：
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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
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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
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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
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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
}
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\'
}
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
},
...
}
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 < share->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 else
1373 packet->append(STRING_WITH_LEN("KEY "));
...
1380 for (uint j=0 ; j < key_info->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 }
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 < share->keys ; 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_info->key_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