面试题：MySQL中主键大小如何影响新插入记录效率

Question

在MySQL数据库中，阐述主键大小对新插入记录效率产生影响的原因及具体表现。假设存在一个表，主键为自增整数类型和复合主键（包含多个长字符串字段），分别分析这两种主键在插入新记录时的效率情况。

Answer 1

主键大小对新插入记录效率影响的原因

1. 数据存储结构：MySQL使用B+树来存储索引数据，主键索引是聚簇索引，数据行和主键索引存放在一起。主键越大，每个索引节点存储的键值和指针信息就越多，导致每个节点能存储的索引项数量减少，树的高度增加。树的高度增加意味着在查找和插入数据时需要遍历更多的节点，从而增加了I/O操作次数，降低了插入效率。
2. 磁盘I/O开销：由于磁盘I/O操作相对内存操作非常慢，树高度增加导致更多的磁盘I/O操作。每次插入新记录时，需要定位插入位置，这涉及到从磁盘读取相关索引页和数据页，主键越大，定位过程越复杂，I/O开销越大。

具体表现

1. 自增整数类型主键
   • 效率较高：自增整数类型占用空间小（一般4字节或8字节，取决于系统）。在插入新记录时，由于是自增的，新记录会顺序添加到聚簇索引的末尾。这种顺序插入方式不需要频繁调整B+树结构，减少了索引分裂和页移动的情况。每次插入基本只涉及一次磁盘I/O操作（写入新记录所在页），所以插入效率相对较高。
2. 复合主键（包含多个长字符串字段）
   • 效率较低：复合主键由多个长字符串字段组成，占用空间大。插入新记录时，其键值不一定是顺序的，可能需要在B+树的不同位置插入。这就可能导致频繁的索引分裂，即当一个索引页已满，新记录插入需要将该页分裂成两个页，调整树结构。这种操作不仅涉及更多的磁盘I/O（读取、写入多个页），还增加了维护索引结构的复杂度，从而降低了插入新记录的效率。