SQLite入门与分析(八)存储模型(3)

写在前面：接上一节，本节主要讨论索引页面格式，以及索引与查询优化的关系。

(1)索引页面格式
sqlite> select * from sqlite_master;
table|episodes|episodes|2|CREATE TABLE episodes( id integer primary key,name tex
t, cid int)
index|name_index|episodes|3|CREATE INDEX name_index on episodes(name)
第3个页面保存表 episodes的索引(也只占一个页面)。

前8个字节为页面头：
0x0A：leaf+zerodata，表示叶子页面，且页面中只有关键字，没有数据（即索引页面）；
0x0000：表示第一个空闲块的偏移为0；
0x0011：页面的单元数(记录数)，该页面含有17个记录；
0x030D：单元内容区的第一个字节的偏移(距页面起始位置)
0x00：  碎片字节数
接下来34个字节为17个单元（记录）的指针数组。第一个单元的偏移为0x03EC，如

来看看索引单元的格式：
0x13：数据的字节数，19个字节，从0x03开始。
0x03：记录头的字节数。
0x2B：第一个字段的长度，15个字节，该索引是对episodes表的name字段建的，其值为episodes表name字段的值。
0x01：第二个字段的长度，其值为0x01，即episodes表中的对应记录rowid的值。

(2)索引与order by
order by是查询中经常用到的，一些通用DBMS(比如DM，Mysql)都提供基于索引的形式来实现Order by。SQLite也是通过索引来实现Order by的。当字段有索引时，则直接通过索引很容易实现排序；另一方面，如果排序的字段没有索引，则以该字段为索引(这种情况下是聚集索引)建立一张临时表，再将临时表按顺序输出。来看看sqlite的实现吧。

在sqlite中，默认以rowid来建立聚集索引(对于没有整型值主键的情况)。如果主键字段为整型，则将其直接保存在rowid中，实现聚集索引；另一方面，如果主键是字符串，则对主键建立二级索引。非主键的索引都属于二级索引。
先来看看以整型ID为主键的情况：

///////////////以ID(rowid)为索引(即聚集索引)
sqlite> explain select * from episodes order by id;
0|Trace|0|0|0|explain select * from episodes order by id;|00|
1|Noop|0|0|0||00|
2|Goto|0|13|0||00|
3|SetNumColumns|0|3|0||00|
4|OpenRead|0|2|0||00|        ;打开表episodes,p2(=2)为其根页面
5|Rewind|0|11|0||00|         ;游标指向第一条记录
6|Rowid|0|1|0||00|           ;取出记录的rowid
7|Column|0|1|2||00|          ;取出第1列的值
8|Column|0|2|3||00|          ;取出第2列的值
9|ResultRow|1|3|0||00|       ;生成记录结果
10|Next|0|6|0||01|           ;取下一条记录
11|Close|0|0|0||00|
12|Halt|0|0|0||00|
13|Transaction|0|0|0||00|
14|VerifyCookie|0|2|0||00|
15|TableLock|0|2|0|episodes|00|
16|Goto|0|3|0||00|

属性有索引的情况：

/////////////排序的实现——有索引
//算法思想:
//(1)从索引中依次读取记录(索引记录的形式如:原索引属性-rowid的键值),并取出rowid.
//(2)根据(1)中取出的rowid,在原表中查找记录,并生成记录结果.
sqlite> explain select * from episodes order by name;
0|Trace|0|0|0|explain select * from episodes order by name;|00|
1|Noop|0|0|0||00|
2|Goto|0|18|0||00|
3|SetNumColumns|0|3|0||00|
4|OpenRead|0|2|0||00|                  ;打开表,p1为表游标(0),p2为表根页面
5|SetNumColumns|0|2|0||00|
6|OpenRead|2|3|0|keyinfo(1,BINARY)|00| ;打开索引,p1为索引游标,p2为根页面
7|Rewind|2|15|1|0|00|
8|IdxRowid|2|1|0||00|                  ;从索引记录中取出rowid
9|Seek|0|1|0||00|                      ;根据rowid从表中查找记录
10|IdxRowid|2|2|0||00|
11|Column|2|0|3||00|
12|Column|0|2|4||00|
13|ResultRow|2|3|0||00|
14|Next|2|8|0||00|
15|Close|0|0|0||00|
16|Close|2|0|0||00|
17|Halt|0|0|0||00|
18|Transaction|0|0|0||00|
19|VerifyCookie|0|2|0||00|
20|TableLock|0|2|0|episodes|00|
21|Goto|0|3|0||00|

对于没有索引的属性排序：

////////////////排序的实现——没有索引
//(1)按查询属性为聚集索引建立一个临时表;
//(2)按索引顺序输出结果。
sqlite> explain select * from episodes order by cid;
0|Trace|0|0|0|explain select * from episodes order by cid;|00|
1|OpenEphemeral|1|3|0|keyinfo(1,BINARY)|00| ;p1为临时表游标,p2为临时表列数
2|Goto|0|30|0||00|
3|SetNumColumns|0|3|0||00|
4|OpenRead|0|2|0||00|       ;打开表episodes
5|Rewind|0|16|0||00|        ;游标移到表的第1条记录,p1为游标下标
6|Rowid|0|1|0||00|              ;p1为表的下标,p2指向表的记录
7|Column|0|1|2||00|         ;读取表p1(=0)的第1列
8|Column|0|2|3||00|         ;读取表p1(=0)的第2列
9|MakeRecord|1|3|4||00|
10|SCopy|3|5|0||00|
11|Sequence|1|6|0||00|
12|Move|4|7|1||00|
13|MakeRecord|5|3|8||00|
14|IdxInsert|1|8|0||00|     ;该指令在索引中插入记录,相当于对表的Insert. p1为索引下标,即OpenEphemeral打开的临时表
15|Next|0|6|0||01|
16|Close|0|0|0||00|         ;关闭表episodes
17|SetNumColumns|0|3|0||00|
18|OpenPseudo|2|1|0||00|    ;打开临时表
19|Sort|1|28|0||00|         ;与Rewind功能类似
20|Column|1|2|4||00|
21|Integer|1|8|0||00|
22|Insert|2|4|8||00|
23|Column|2|0|1||00|
24|Column|2|1|2||00|
25|Column|2|2|3||00|
26|ResultRow|1|3|0||00|     ;输出临时记录
27|Next|1|20|0||00|
28|Close|2|0|0||00|         ;
29|Halt|0|0|0||00|
30|Transaction|0|0|0||00|
31|VerifyCookie|0|2|0||00|
32|TableLock|0|2|0|episodes|00|
33|Goto|0|3|0||00|