什么是數(shù)據(jù)庫(kù)索引？數(shù)據(jù)庫(kù)索引詳解

索引是什么？

數(shù)據(jù)庫(kù)中查找操作非常普遍，索引就是提升查找速度的一種手段。

索引分類

1. B+樹索引
   它就是傳統(tǒng)意義上的索引，它是最常用、最有效的索引。

2. 哈希索引
   哈希索引是一種自適應(yīng)的索引，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)根據(jù)表的使用情況自動(dòng)生成哈希索引，我們?nèi)藶槭菦]辦法干預(yù)的。

3. 全文索引
   用于實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵詞搜索。但它只能根據(jù)空格分詞，因此不支持中文。
   若要實(shí)現(xiàn)搜索功能，可選擇lucene。

4. RTree索引
   在mysql很少使用，僅支持geometry數(shù)據(jù)類型；相對(duì)于BTREE，RTREE的優(yōu)勢(shì)在于范圍查找。

B+樹索引

數(shù)據(jù)庫(kù)以頁為存儲(chǔ)單元，一個(gè)頁是8K（8192Byte），一頁可以存放N條記錄。
頁在B+樹中分為：數(shù)據(jù)頁和索引頁。
B+樹的高一般為2-4層，因此查找某一鍵值的行記錄只需2-4次IO，效率較高。

聚集索引 和 非聚集索引

不管是聚集索引還是非聚集索引，它們的邏輯結(jié)構(gòu)都一棵是B+樹，它們的唯一區(qū)別在于：

• 聚集索引的數(shù)據(jù)頁存放的是完整的記錄；也就是說，聚集索引決定了表的物理存儲(chǔ)順序；

• 非聚集索引的數(shù)據(jù)頁只存指向記錄的地址信息，它真正的數(shù)據(jù)已經(jīng)在聚集索引中存儲(chǔ)了。

聯(lián)合索引 和 覆蓋索引

1. 聯(lián)合索引
   當(dāng)查詢條件涉及多列時(shí)，可以使用聯(lián)合索引。

2. 覆蓋索引
   只需通過輔助索引就能獲取要查詢的信息，而無需再次通過聚集索引查詢具體的記錄信息。
   由于覆蓋索引并不包含整行的記錄，因此它的大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于聚集索引。
   它比較適合做一些統(tǒng)計(jì)操作。

MyISAM索引實(shí)現(xiàn)

1. 主鍵索引
   在主鍵索引中，索引頁中存放的是主鍵和指向數(shù)據(jù)頁的偏移量；數(shù)據(jù)頁中存放的是主鍵和該主鍵所屬行記錄的地址空間。

2. 輔助索引
   在MyISAM中，主索引和輔助索引（Secondary key）在結(jié)構(gòu)上沒有任何區(qū)別，只是主索引要求key是唯一的，而輔助索引的key可以重復(fù)。

綜上所述，在MyISAM中，索引文件和數(shù)據(jù)文件分開存放，不管是主鍵索引還是輔助索引，都屬于非聚集索引。

InnoDB索引實(shí)現(xiàn)

1. 主鍵索引
   索引頁仍然存放主鍵和和指向數(shù)據(jù)頁的偏移量，但數(shù)據(jù)頁存放的是完整的記錄。
   也就是在InnoDB中，數(shù)據(jù)和主鍵索引是存放在一起的。

2. 輔助索引
   索引節(jié)點(diǎn)存放的內(nèi)容一樣，仍然是鍵值信息和指向數(shù)據(jù)頁的偏移量；但數(shù)據(jù)頁中存放的是鍵值信息和該鍵值對(duì)應(yīng)的主鍵。然后通過主鍵查詢主鍵索引就能找到該條記錄。

綜上所述：

• 聚集索引這種實(shí)現(xiàn)方式使得按主鍵的搜索十分高效，但是輔助索引搜索需要檢索兩遍索引：首先檢索輔助索引獲得主鍵，然后用主鍵到主索引中檢索獲得記錄。

• InnoDB的輔助索引也會(huì)包含主鍵列，所以，如果主鍵定義的比較大，其他索引也將很大。如果想在表上定義 、很多索引，則爭(zhēng)取盡量把主鍵定義得小一些。InnoDB 不會(huì)壓縮索引。

索引的優(yōu)點(diǎn)

• 第一，通過創(chuàng)建唯一性索引，可以保證數(shù)據(jù)庫(kù)表中每一行數(shù)據(jù)的唯一性。

• 第二，可以大大加快數(shù)據(jù)的檢索速度，這也是創(chuàng)建索引的最主要的原因。

• 第三，可以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。

• 第四，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。

• 第五，通過使用索引，可以在查詢的過程中，使用優(yōu)化隱藏器，提高系統(tǒng)的性能。

索引的缺點(diǎn)

• 第一，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。

• 第二，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。

• 第三，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)，這樣就降低了數(shù)據(jù)的維護(hù)速度。

哪些情況需要加索引？

• 在經(jīng)常需要搜索的列上，可以加快搜索的速度；

• 在作為主鍵的列上，強(qiáng)制該列的唯一性和組織表中數(shù)據(jù)的排列結(jié)構(gòu)；

• 在經(jīng)常用在連接的列上，這些列主要是一些外鍵，可以加快連接的速度；

• 在經(jīng)常需要根據(jù)范圍進(jìn)行搜索的列上創(chuàng)建索引，因?yàn)樗饕呀?jīng)排序，其指定的范圍是連續(xù)的；

• 在經(jīng)常需要排序的列上創(chuàng)建索引，因?yàn)樗饕呀?jīng)排序，這樣查詢可以利用索引的排序，加快排序查詢時(shí)間；

• 在經(jīng)常使用在WHERE子句中的列上面創(chuàng)建索引，加快條件的判斷速度。

哪些情況不需要加索引？

• 第一，對(duì)于那些在查詢中很少使用或者參考的列不應(yīng)該創(chuàng)建索引。這是因?yàn)椋热贿@些列很少使用到，因此有索引或者無索引，并不能提高查詢速度。相反，由于增加了索引，反而降低了系統(tǒng)的維護(hù)速度和增大了空間需求。

• 第二，對(duì)于那些只有很少數(shù)據(jù)值的列也不應(yīng)該增加索引。這是因?yàn)椋捎谶@些列的取值很少，例如人事表的性別列，在查詢的結(jié)果中，結(jié)果集的數(shù)據(jù)行占了表中數(shù)據(jù)行的很大比例，即需要在表中搜索的數(shù)據(jù)行的比例很大。增加索引，并不能明顯加快檢索速度。

• 第三，對(duì)于那些定義為text, image和bit數(shù)據(jù)類型的列不應(yīng)該增加索引。這是因?yàn)椋@些列的數(shù)據(jù)量要么相當(dāng)大，要么取值很少。
  第四，當(dāng)修改性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于檢索性能時(shí)，不應(yīng)該創(chuàng)建索引。這是因?yàn)椋薷男阅芎蜋z索性能是互相矛盾的。當(dāng)增加索引時(shí)，會(huì)提高檢索性能，但是會(huì)降低修改性能。當(dāng)減少索引時(shí)，會(huì)提高修改性能，降低檢索性能。因此，當(dāng)修改性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于檢索性能時(shí)，不應(yīng)該創(chuàng)建索引。