浅谈数据库索引
作者:网络转载 发布时间:[ 2016/10/18 9:54:33 ] 推荐标签:数据库 数据库结构
1.什么是索引
数据库索引好比是一本书前面的目录,能加快数据库的查询速度。
例如这样一个查询:select * from table1 where id=44。如果没有索引,必须遍历整个表,直到ID等于44的这一行被找到为止;有了索引之后(必须是在ID这一列上建立的索引),直接在索引里面找 44(也是在ID这一列找),可以得知这一行的位置,也是找到了这一行。可见,索引是用来定位的。
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。
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)。
2.为什么要创建索引
创建索引可以大大提高系统的性能。
第一,通过创建性索引,可以保证数据库表中每一行数据的性。
第二,可以大大加快数据的检索速度,这也是创建索引的主要的原因。
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。
也许会有人要问:增加索引有如此多的优点,为什么不对表中的每一个列创建一个索引呢?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,这样降低了数据的维护速度。
3.在哪建索引
索引是建立在数据库表中的某些列的上面。在创建索引的时候,应该考虑在哪些列上可以创建索引,在哪些列上不能创建索引。一般来说,应该在这些列上创建索引:
1.在经常需要搜索的列上,可以加快搜索的速度;
2.在作为主键的列上,强制该列的性和组织表中数据的排列结构;
3.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;
4.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;
5.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。
4.索引的数据结构
B-tree,B是balance,一般用于数据库的索引。使用B-tree结构可以显著减少定位记录时所经历的中间过程,从而加快存取速度。而B+tree是B-tree的一个变种,大名鼎鼎的MySQL普遍使用B+tree实现其索引结构。
插入(insert)操作:插入一个元素时,首先在B-tree中是否存在,如果不存在,即在叶子结点处结束,然后在叶子结点中插入该新的元素,注意:如果叶子结点空间足够,这里需要向右移动该叶子结点中大于新插入关键字的元素,如果空间满了以致没有足够的空间去添加新的元素,则将该结点进行“分裂”,将一半数量的关键字元素分裂到新的其相邻右结点中,中间关键字元素上移到父结点中(当然,如果父结点空间满了,也同样需要“分裂”操作),而且当结点中关键元素向右移动了,相关的指针也需要向右移。如果在根结点插入新元素,空间满了,则进行分裂操作,这样原来的根结点中的中间关键字元素向上移动到新的根结点中,因此导致树的高度增加一层。
删除(delete)操作:首先查找B-tree中需删除的元素,如果该元素在B-tree中存在,则将该元素在其结点中进行删除,如果删除该元素后,首先判断该元素是否有左右孩子结点,如果有,则上移孩子结点中的某相近元素到父节点中,然后是移动之后的情况;如果没有,直接删除后,移动之后的情况.。删除元素,移动相应元素之后,如果某结点中元素数目小于ceil(m/2)-1,则需要看其某相邻兄弟结点是否丰满(结点中元素个数大于ceil(m/2)-1),如果丰满,则向父节点借一个元素来满足条件;如果其相邻兄弟都刚脱贫,即借了之后其结点数目小于ceil(m/2)-1,则该结点与其相邻的某一兄弟结点进行“合并”成一个结点,以此来满足条件。
下面结合例子详细讲解mysql中索引的使用
索引是快速搜索的关键。MySQL索引的建立对于MySQL的高效运行是很重要的。下面介绍几种常见的MySQL索引类型。
在数据库表中,对字段建立索引可以大大提高查询速度。假如我们创建了一个 mytable表:
CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL
);
我们随机向里面插入了10000条记录,其中有一条:5555, admin。
在查找username="admin"的记录
SELECT * FROM mytable WHERE
username='admin';
时,如果在username上已经建立了索引,MySQL无须任何扫描,即准确可找到该记录。相反,MySQL会扫描所有记录,即要查询10000条记录。
索引分单列索引和组合索引。单列索引,即一个索引只包含单个列,一个表可以有多个单列索引,但这不是组合索引。组合索引,即一个索包含多个列。
MySQL索引类型包括:
(1)普通索引
这是基本的索引,它没有任何限制。它有以下几种创建方式:
◆创建索引
CREATE INDEX indexName ON mytable(username(length));
如果是CHAR,VARCHAR类型,length可以小于字段实际长度;如果是BLOB和TEXT类型,必须指定 length,下同。
◆修改表结构
ALTER mytable ADD INDEX [indexName] ON (username(length))
◆创建表的时候直接指定
CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL,
INDEX [indexName] (username(length)) );
删除索引的语法:
DROP INDEX [indexName] ON mytable;
(2)索引
它与前面的普通索引类似,不同的是:索引列的值必须,但允许有空值。如果是组合索引,则列值的组合必须。它有以下几种创建方式:
◆创建索引
CREATE UNIQUE INDEX indexName ON mytable(username(length))
◆修改表结构
ALTER mytable ADD UNIQUE [indexName] ON (username(length))
◆创建表的时候直接指定
CREATE TABLE mytable( ID INT NOT NULL, username VARCHAR(16) NOT NULL,
UNIQUE [indexName] (username(length)) );
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