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深入探究：數(shù)據(jù)庫內(nèi)部索引
讓客戶滿意是我們工作的目標(biāo)，不斷超越客戶的期望值來自于我們對(duì)這個(gè)行業(yè)的熱愛。我們立志把好的技術(shù)通過有效、簡(jiǎn)單的方式提供給客戶，將通過不懈努力成為客戶在信息化領(lǐng)域值得信任、有價(jià)值的長(zhǎng)期合作伙伴，公司提供的服務(wù)項(xiàng)目有：主機(jī)域名、網(wǎng)絡(luò)空間、營銷軟件、網(wǎng)站建設(shè)、威縣網(wǎng)站維護(hù)、網(wǎng)站推廣。
在現(xiàn)代數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理技術(shù)中，數(shù)據(jù)庫是無法替代的工具。但是，要想獲得更佳的性能，數(shù)據(jù)庫必須經(jīng)過優(yōu)化和調(diào)整。其中，數(shù)據(jù)庫內(nèi)部索引是一個(gè)重要的優(yōu)化手段。本文將深入探究數(shù)據(jù)庫內(nèi)部索引的實(shí)現(xiàn)原理和常見優(yōu)化策略。
一、什么是數(shù)據(jù)庫內(nèi)部索引
數(shù)據(jù)庫內(nèi)部索引指的是在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（RDBMS）中，對(duì)表格數(shù)據(jù)進(jìn)行索引以加快查詢速度的一種技術(shù)。通過建立內(nèi)部索引，數(shù)據(jù)庫可以快速查找數(shù)據(jù)，并避免全表掃描的耗時(shí)問題。通常情況下，我們會(huì)在那些需要查詢數(shù)據(jù)的列上創(chuàng)建內(nèi)部索引。
二、數(shù)據(jù)庫內(nèi)部索引的實(shí)現(xiàn)原理
為了更好地了解數(shù)據(jù)庫內(nèi)部索引的實(shí)現(xiàn)原理，我們需要先了解B-樹。B-樹是一種廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫索引的樹狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。B-樹可以極大地提高數(shù)據(jù)的查詢速度，特別是在大表情況下。
B-樹被設(shè)計(jì)用來將磁盤上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存中，因?yàn)榇疟PI/O是數(shù)據(jù)庫查詢中最慢的部分之一。B-樹可以將一個(gè)大的數(shù)據(jù)表分割成多個(gè)小塊，每個(gè)小塊都被存儲(chǔ)在磁盤的不同部分。B-樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含一個(gè)關(guān)鍵字（通常是整數(shù)），它可以用來查找記錄。這樣，當(dāng)我們需要查詢數(shù)據(jù)時(shí)，只需要在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行比較并找到正確的記錄。
不同的B-樹實(shí)現(xiàn)會(huì)有不同的規(guī)則，但大多數(shù)都采用了一個(gè)類似于2-3-4樹的規(guī)則：每個(gè)節(jié)點(diǎn)至少有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)以上的關(guān)鍵字，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)一定在一個(gè)區(qū)間內(nèi)，這個(gè)區(qū)間要么是左閉右開，要么是左閉右閉，如果節(jié)點(diǎn)有一個(gè)以上的關(guān)鍵字，那么它的左子節(jié)點(diǎn)的所有關(guān)鍵字會(huì)比右子節(jié)點(diǎn)的所有關(guān)鍵字小。
在B-樹中查找數(shù)據(jù)的過程可以被描述為：
1.從根節(jié)點(diǎn)開始，比較查找值與節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵字的大小關(guān)系。
2.如果找到了相應(yīng)的記錄，則返回結(jié)果；否則，通過與子節(jié)點(diǎn)的值比較來決定向左或右分支移動(dòng)。
3.不停地移動(dòng)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，直到找到記錄或遍歷整棵樹。
三、數(shù)據(jù)庫內(nèi)部索引的優(yōu)化策略
數(shù)據(jù)庫內(nèi)部索引是一種優(yōu)化技術(shù)，需要謹(jǐn)慎使用。雖然內(nèi)部索引可以顯著提高數(shù)據(jù)庫查詢速度，但如果創(chuàng)建得不好，反而會(huì)拖慢數(shù)據(jù)庫運(yùn)行速度。以下是幾個(gè)常見的優(yōu)化策略，可以幫助您更好地使用數(shù)據(jù)庫內(nèi)部索引：
1.根據(jù)查詢需求創(chuàng)建索引
不應(yīng)該在每個(gè)列上都創(chuàng)建索引，需要考慮具體的查詢需求。如果某些列比其他列更常用于查詢，那么應(yīng)該優(yōu)先對(duì)這些列創(chuàng)建索引。
2.減少索引列數(shù)
雖然創(chuàng)建索引列數(shù)越多可以加快查詢速度，但也會(huì)減慢插入、更新和刪除數(shù)據(jù)的速度。因此，除非必要，否則不應(yīng)該在每個(gè)表格上都創(chuàng)建索引。
3.選擇合適的索引類型
數(shù)據(jù)庫支持多種索引類型，如B-Tree、哈希、全文索引等。根據(jù)查詢需求選擇最合適的索引類型，可以大大提高查詢速度。
數(shù)據(jù)庫內(nèi)部索引是數(shù)據(jù)庫優(yōu)化中的一個(gè)重要部分。B-樹作為一種常見的數(shù)據(jù)庫索引類型，可以將一個(gè)大的數(shù)據(jù)表分割成多個(gè)小塊，每個(gè)小塊都被存儲(chǔ)在磁盤的不同部分。但是，創(chuàng)建內(nèi)部索引需要謹(jǐn)慎選擇，并根據(jù)具體查詢需求進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以獲得更佳的性能效果。
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如何查詢數(shù)據(jù)庫或者表中的索引
各個(gè)數(shù)據(jù)庫查詢索引的方式都有所不同，有些數(shù)據(jù)庫連接工具也可以直接查看表索引。在MySQL中，你可以使用一下語法查看表中的索引狀態(tài)
show index from 表名;
根據(jù)表名，查詢一張表的索引：select * from user_indexes where table_name=upper(‘表名’)。
根據(jù)索引號(hào)，查詢表索引字段：select * from user_ind_columns where index_name=(‘索引名’)。
根據(jù)索引名，查詢創(chuàng)建索引的語句：select dbms_metadata.get_ddl(‘INDEX’,’索引名’,
用戶名
‘>) from dual ; –可省，默認(rèn)為登錄用戶。
Oracle數(shù)據(jù)庫
數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)：講解MySQL索引的概念及數(shù)據(jù)庫索引的應(yīng)用[1]
數(shù)據(jù)庫引入了索引
用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫最頻繁的操作是進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢 一般情況下 數(shù)據(jù)庫在進(jìn)行查詢操作時(shí)需要對(duì)整個(gè)表進(jìn)行數(shù)據(jù)搜索 當(dāng)表中的數(shù)據(jù)很多時(shí) 搜索數(shù)據(jù)就需要很長(zhǎng)的時(shí)間 這就造成了服務(wù)器的資源浪費(fèi) 為了提高檢索數(shù)據(jù)的能力 數(shù)據(jù)庫引入了索引機(jī)制
有關(guān) 索引 的比喻
從某種程度上 可以把數(shù)據(jù)庫看作一本書 把索引看作書的目錄 通過目錄查找書中的信息 顯然較沒有目錄的書方便 快捷
數(shù)據(jù)庫索引實(shí)際是什么告滲?(兩部分組成)
索引是一個(gè)單獨(dú)的 物理的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) 它是某個(gè)表中一列或若干列值的和相應(yīng)的指向表中物理標(biāo)識(shí)這些值的數(shù)據(jù)頁的邏輯指針清單
索引在表中的角色
一個(gè)表的存儲(chǔ)是由兩部分組成的 一部分用來存放表的數(shù)據(jù)頁面 另一部分存放索引頁面 索引就存放在索引頁面上
索引高效原理
通常 索引頁面相對(duì)于數(shù)據(jù)頁面來說小得多 當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索時(shí) 系統(tǒng)先搜索索引頁面 從中找到所需數(shù)據(jù)的指針 再直接通過指針從數(shù)據(jù)頁面中讀取數(shù)據(jù)
索引的分類
在SQL Server 的數(shù)據(jù)庫中按存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的不同將索引分為兩類 簇索引(Clustered Index)和非簇索引(Nonclustered Index)
( )簇索引對(duì)表的物理數(shù)據(jù)頁中的數(shù)據(jù)按列進(jìn)行排序 然后再重新存儲(chǔ)到磁盤上 即簇索引與數(shù)據(jù)是混為一體 的它的葉節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)的是實(shí)際的數(shù)據(jù) 由于簇索引對(duì)表中的數(shù)據(jù)一一進(jìn)行了排序 因此用簇索引查找數(shù)據(jù)很快 但由于簇索引將表的所有數(shù)據(jù)完全重新排列了 它所需要的空間也就特別大 大概相當(dāng)于表中數(shù)據(jù)所占空間的 % 表的數(shù)據(jù)行只能以一種排序方式存儲(chǔ)在磁盤上 所以一個(gè)表只能有一個(gè)簇索引
( )非簇索引具有與表的數(shù)據(jù)完全分離的結(jié)構(gòu) 使用非簇索引不用將物理數(shù)據(jù)頁中的數(shù)據(jù)按列襪友鍵排序 非簇索引的葉節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)了組成非簇索引的關(guān)鍵字的值和行定位器 行定位器的結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)內(nèi)容取決于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式 如果數(shù)據(jù)是以簇索引方式存儲(chǔ)的 則行定位器中存儲(chǔ)的是簇索引的索引鍵;如果數(shù)據(jù)不是以簇索引方式存儲(chǔ)的 這種方式又稱為堆存儲(chǔ)方式(Heap Structure) 則行定位器存儲(chǔ)的是指向數(shù)據(jù)行的指針 非簇索引將行定位器按關(guān)鍵字的值用一定的方式排序 這個(gè)順序與表的行在數(shù)據(jù)頁中的排序是不匹配的 由于非簇索引使用索引頁存儲(chǔ)因此它比簇索引需要更多的存儲(chǔ)空間且檢索效率較低但一個(gè)表只能建一個(gè)簇索引 當(dāng)用戶需要建立多個(gè)索引時(shí)就需要使用非簇索引了
小結(jié) Clustered Index 是與物理數(shù)據(jù)混在一起并對(duì)物理數(shù)據(jù)進(jìn)重排 就像使用拼音查字典;Unclustered Index 是與物理數(shù)據(jù)完全分離的 利用額外空間對(duì)關(guān)鍵字進(jìn)行重排 就像使用部首查字典
數(shù)據(jù)庫索引應(yīng)用
一 索引的概念
索引就是加快檢索表中數(shù)據(jù)的方法 數(shù)據(jù)庫的索引類似于書籍的索引 在書籍中 索引允許用戶不必翻閱完整個(gè)書就能迅速地找到所需要的信息 在數(shù)據(jù)庫中 索引也允許數(shù)據(jù)庫程序迅速地找到表中的數(shù)據(jù) 而不必掃描整個(gè)數(shù)據(jù)庫
二 索引的特點(diǎn)
索引可以加快數(shù)據(jù)庫的檢索速度
索引降低了數(shù)據(jù)庫插入 修改 刪除等維護(hù)任務(wù)的速度
索引創(chuàng)建在表上 不能創(chuàng)建在視圖上
索引既可以直接創(chuàng)建 也可以間接創(chuàng)建
可以在優(yōu)化隱藏中 使用索引
使用查詢處理器執(zhí)行SQL語句 在一個(gè)表上 一次只能使用一個(gè)索引
其他
三 索引的優(yōu)點(diǎn)
創(chuàng)建唯一性索引 保證數(shù)據(jù)庫表中每一行數(shù)據(jù)的唯一性
大大加快數(shù)據(jù)的檢索速度 這也是創(chuàng)建索引的最主要的原因
加速表和表之間的連接 特別是在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的參考完整性方面特別有意義
在使用分組和排序子句進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索時(shí) 同樣可以顯著減少查詢中分組和排序的時(shí)間
通過使用索引 可以在查詢告巧的過程中使用優(yōu)化隱藏器 提高系統(tǒng)的性能
四 索引的缺點(diǎn)
創(chuàng)建索引和維護(hù)索引要耗費(fèi)時(shí)間 這種時(shí)間隨著數(shù)據(jù)量的增加而增加
索引需要占物理空間 除了數(shù)據(jù)表占數(shù)據(jù)空間之外 每一個(gè)索引還要占一定的物理空間 如果要建立聚簇索引 那么需要的空間就會(huì)更大
當(dāng)對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行增加 刪除和修改的時(shí)候 索引也要?jiǎng)討B(tài)的維護(hù) 降低了數(shù)據(jù)的維護(hù)速度
lishixinzhi/Article/program/MySQL/202311/29604
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