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  • 数据库索引分析(一)

    数据库索引面试的时候被问了很多次,一直连概念都搞不清楚,所以查了一下,先从数据库索引的概念性的介绍一下,分为以下几点:

    概念
    索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构,使用索引可快速访问数据库表中的特定信息。
    索引分为聚簇索引和非聚簇索引两种,聚簇索引 是按照数据存放的物理位置为顺序的,而非聚簇索引就不一样了;聚簇索引能提高多行检索的速度,而非聚簇索引对于单行的检索很快。
    索引根据数据库功能还可以分为唯一索引、主键索引、聚集索引、列索引。
    唯一索引 唯一索引是不允许其中任何两行具有相同索引值的索引。
    在数据库关系图中为表定义主键将自动创建主键索引,主键索引是唯一索引的特定类型。该索引要求主键中的每个值都唯一。当在查询中使用主键索引时,它还允许对数据的快速访问。
    在聚集索引中,表中行的物理顺序与键值的逻辑(索引)顺序相同。一个表只能包含一个聚集索引。
    可以基于数据库表中的单列或多列创建索引。多列索引可以区分其中一列可能有相同值的行。如果经常同时搜索两列或多列或按两列或多列排序时,索引也很有帮助。例如,如果经常在同一查询中为姓和名两列设置判据,那么在这两列上创建多列索引将很有意义。

    原理
    索引的实现通常使用B树及其变种B+树。
    在数据之外,数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构,这些数据结构以某种方式引用(指向)数据,这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法。这种数据结构,就是索引。


    特点
    建立索引的目的是加快对表中记录的查找或排序。为表设置索引要付出代价的:一是增加了数据库的存储空间,二是在插入和修改数据时要花费较多的时间(因为索引也要随之变动)。
    创 建索引可以大大提高系统的性能。第一,通过创建唯一性索引,可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。第二,可以大大加快数据的检索速度,这也是创建索引的 最主要的原因。第三,可以加速表和表之间的连接,特别是在实现数据的参考完整性方面特别有意义。?第四,在使用分组和排序子句进行数据检索时,同样可以显 著减少查询中分组和排序的时间。第五,通过使用索引,可以在查询的过程中,使用优化隐藏器,提高系统的性能。
    因为,增加索引也有许多不利的方面。 第一,创建索引和维护索引要耗费时间,这种时间随着数据量的增加而增加。第二,索引需要占物理空间,除了数据表占数据空间之外,每一个索引还要占一定的物 理空间,如果要建立聚簇索引,那么需要的空间就会更大。第三,当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候,索引也要动态的维护,这样就降低了数据的维护速 度。

    注意事项
    一般来说,应该在这些列上创建索引:
    在经常需要搜索的列上,可以加快搜索的速度;
    在作为主键的列上,强制该列的唯一性和组织表中数据的排列结构;
    在经常用在连接的列上,这些列主要是一些外键,可以加快连接的速度;在经常需要根据范围进行搜索的列上创建索引,因为索引已经排序,其指定的范围是连续的;
    在经常需要排序的列上创建索引,因为索引已经排序,这样查询可以利用索引的排序,加快排序查询时间;
    在经常使用在WHERE子句中的列上面创建索引,加快条件的判断速度。
    同样,对于有些列不应该创建索引。一般来说,不应该创建索引的这些列具有下列特点:
    第一,对于那些在查询中很少使用或者参考的列不应该创建索引。这是因为,既然这些列很少使用到,因此有索引或者无索引,并不能提高查询速度。相反,由于增加了索引,反而降低了系统的维护速度和增大了空间需求。
    第二,对于那些只有很少数据值的列也不应该增加索引。这是因为,由于这些列的取值很少,例如人事表的性别列,在查询的结果中,结果集的数据行占了表中数据行的很大比例,即需要在表中搜索的数据行的比例很大。增加索引,并不能明显加快检索速度。
    第三,对于那些定义为text, image和bit数据类型的列不应该增加索引。这是因为,这些列的数据量要么相当大,要么取值很少,不利于使用索引。
    第四,当修改性能远远大于检索性能时,不应该创建索引。这是因为,修改性能和检索性能是互相矛盾的。当增加索引时,会提高检索性能,但是会降低修改性能。当减少索引时,会提高修改性能,降低检索性能。因此,当修改操作远远多于检索操作时,不应该创建索引。

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