深入理解為什么MySQL全表掃描很慢？

在InnoDB的數(shù)據(jù)頁(yè)到底長(zhǎng)什么樣？這篇文章里，我們講了InnoDB數(shù)據(jù)頁(yè)長(zhǎng)什么樣，簡(jiǎn)單回顧下。

圖1?InnoDB數(shù)據(jù)頁(yè)結(jié)構(gòu)示意圖（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

其中有的部分沒(méi)有詳細(xì)講解，因?yàn)闀簳r(shí)還用不到。比如Page Directory頁(yè)目錄。

上面講了數(shù)據(jù)頁(yè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)最終所有的數(shù)據(jù)都是要放到磁盤上去的，那么大量的數(shù)據(jù)頁(yè)在磁盤上是怎么存儲(chǔ)的呢？其實(shí)數(shù)據(jù)頁(yè)之間會(huì)通過(guò)雙向鏈表連接起來(lái)。

圖2 數(shù)據(jù)頁(yè)雙向鏈表連接起來(lái)

內(nèi)存中的雙向鏈表大家都能理解，那么磁盤上的雙向鏈表是怎么搞的呢？

其實(shí)，數(shù)據(jù)頁(yè)在磁盤上就是一段數(shù)據(jù)，里面包含的兩個(gè)指針，一個(gè)指向自己上一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)的物理地址，一個(gè)指向下一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)的物理地址。

每個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)內(nèi)部的User Records行記錄部分會(huì)存儲(chǔ)一行一行的數(shù)據(jù)，這些行數(shù)據(jù)會(huì)按照逐漸的大小進(jìn)行排序存儲(chǔ)，每一行數(shù)據(jù)都有一個(gè)指針指向下一行數(shù)據(jù)的位置，組成單向鏈表。

圖3 數(shù)據(jù)頁(yè)在磁盤文件里的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)頁(yè)的頁(yè)目錄是個(gè)重要的東西，目錄的作用就是方便檢索。這里的目錄，同樣有這樣的作用。

頁(yè)目錄里有很多個(gè)槽位（slots），這個(gè)槽位對(duì)應(yīng)一組數(shù)據(jù)，可以理解為真實(shí)數(shù)據(jù)與頁(yè)面中第0個(gè)字節(jié)之間的偏移量。每個(gè)槽中，存放著每個(gè)組里最大的那條記錄所在頁(yè)面中的地址偏移量。

頁(yè)目錄就存放的是主鍵與槽位的映射關(guān)系，如圖：

圖4?頁(yè)目錄

所以說(shuō)，如果你要根據(jù)主鍵查找一條數(shù)據(jù)，假設(shè)你表里沒(méi)幾條數(shù)據(jù)，那個(gè)表就一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)，那就直接在數(shù)據(jù)頁(yè)里根據(jù)主鍵二分查找。

通過(guò)二分查找在目錄里迅速定位到逐漸對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)在哪個(gè)槽位里，然后到那個(gè)槽位里去，遍歷槽位里的每一行數(shù)據(jù)，就能找到那個(gè)主鍵對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)了。

如果你沒(méi)辦法使用主鍵查詢，只能進(jìn)到數(shù)據(jù)頁(yè)里，逐條數(shù)據(jù)遍歷查找了。

如果數(shù)據(jù)頁(yè)里有很多的數(shù)據(jù)頁(yè)，該如何查找呢？

假設(shè)你沒(méi)有建立任何索引，只能從第一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)開始遍歷所有的數(shù)據(jù)頁(yè)，從第一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)開始，把每個(gè)數(shù)據(jù)也從磁盤加載到buffer pool的緩存頁(yè)里去。

如果你是根據(jù)主鍵查找，你可以在數(shù)據(jù)頁(yè)的頁(yè)目錄里二分查找，如果是根據(jù)其他字段查找，就需要在數(shù)據(jù)頁(yè)里順著單鏈表遍歷了。

這個(gè)過(guò)程，其實(shí)就是全表掃描！

你在沒(méi)有任何所以的時(shí)候，查找數(shù)據(jù)就是一個(gè)全表掃描的過(guò)程，就是根據(jù)雙向鏈表把磁盤上的數(shù)據(jù)頁(yè)加載到磁盤的緩存頁(yè)里去，然后在緩存頁(yè)內(nèi)部查找那條數(shù)據(jù)。

這個(gè)過(guò)程是非常滿的，所以說(shuō)當(dāng)數(shù)據(jù)量大的時(shí)候，全表掃描性能非常低，應(yīng)該盡量避免全表掃描。