MySQL面試題講解之如何設置Hash索引

Posted on by

除瞭B-Tree 索引，MySQL還提供瞭如下索引：

  • Hash索引

隻有Memory引擎支持，場景簡單

  • R-Tree索引

MyISAM的一個特殊索引類型，主要用於地理空間數據類型

  • Full-text

MyISAM的一個特殊索引，主要用於全文索引，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，且隻有Memory， NDB兩種引擎支持Hash索引。 Hash索引適於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隻有在”=”的條件下才會使用hash索引

MySQL在 8.0才支持函數索引，在此之前隻能對列的前面某一部分進行索引，例如標題title字段，可以隻取title的前10個字符索引，這樣的特性大大縮小瞭索引文件的大小，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

隻存在數組，用一個hash函數把key轉換成一個確定的內存位置，然後把value放在數組的該位置。使用 hash 自然會有哈希沖突可能，MySQL 采取拉鏈法解決。

Hash索引基於Hash表實現，隻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。對於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。

  • 例如一個維護瞭身份證號和姓名的表，根據身份證號查找對應名字，其hash索引如下：

阿裡面試官：設計個MySQL的Hash索引吧？

比如我們想查ID_card_n4對應username：

  • 將ID_card_n4通過hash函數算出A
  • 按順序遍歷，找到User4

四個ID_card_n值並不一定遞增，這樣即使增加新的User，速度也快，隻需在後追加。 當然缺點也很明顯，不是有序，所以hash索引做區間查詢速度很慢。比如要找身份證號在[ID_card_X, ID_card_Y]區間的所有用戶，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，隻是由於在memory表裡支持非唯一值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關鍵字直接訪問內存存儲位置的數據結構 ，所以利用其原理的hash 索引，也就需要將所有數據文件添加到內存，這就很耗內存
  • 如果所有的查詢都是等值查詢，那麼hash確實快，但實際上范圍查找數據更多
  • 智能處理鍵值得全值匹配
  • 查詢Hash函數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，叫自適應哈希索引。

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，建立觸發器，自動添加計算後的hash到表裡。

哈希表這種結構適用於隻有等值查詢的場景，比如Memcached。

3 案例應用

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，除瞭索引區間匹配，還要進行字符串匹配比對，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瞭。

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，通過觸發器實現：

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(“[email protected]”) 
			AND `email`= “[email protected]”;

+—————————-+————+
| email                    |  email_hash  |
+—————————-+————+
| [email protected] | 2765311122 |
+—————————-+————+

AND email = “[email protected]” 是為瞭防止哈希碰撞時數據不準確。

到此這篇關於MySQL面試題講解之如何設置Hash索引的文章就介紹到這瞭,更多相關MySQL 設置Hash索引內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

推薦閱讀：