`

数据库索引原理理解

阅读更多

清明节一个人在家,已经混了一天了,想想还是写点什么吧。
以前对数据库的理解总是停留在使用的阶段,没有去研究过深层次的东西,这两天正好有空(其实也是工作需要),看了一下数据库索引的一些基础的东西,希望通过这篇博文,整理一下自己的思路。
1.什么是索引?
我想这个用过数据库的人都应该知道了,索引类似于书的目录,主要用于提高查询效率,也就是按条件查询的时候,先查询索引,再通过索引找到相关的数据,索引相当于记录了对某个关键词,指定到不同的文件,或者文件里的不同位置,当然索引自身也是通过文件来保存的。
2.索引的类型
有两种基本的索引结构,也就是索引文件的保存方式,一个是顺序索引,就是根据值的顺序排序的(这个文件里面的值,也就是为其建索引的字段值,是顺序的放在索引文件里面),另外一个是散列索引,就是将值平均分配到若干散列桶中,通过散列函数定位的。
2.1.顺序索引
顺序索引下面又有很多概念。
如果被索引的字段本身按照一定的顺序排序,那么这种索引叫做聚集索引。否则叫做非聚集索引。
如果被索引的字段的每个值都有一个索引与其对应,那么这种索引叫做稠密索引,否则叫做稀疏索引。
顺序索引分为两类,单级索引(不怎么用)和多级索引(通常是B+树,大量使用)。
单级索引就是把所有的索引字段以及对应的文件位置按顺序一个个的排列出来,这种索引查找起来比较慢,因为是顺序存储的,可以使用二分查找法,但是总体来说效率不高,这种索引是最基础的索引,一般不用,ORACLE里面好像不支持这种索引。
多级索引实际上就是在单级索引之上再加索引(稀疏索引),也就是指向索引的索引,二级索引上面还可以再加三级索引,可以不停的加,加到最后最上层只剩下一个节点(根节点),就成了一个树状结构了。
我们经常听到B+树就是这个概念,用这个树的目的和红黑树差不多,也是为了尽量保持树的平衡,当然红黑树是二叉树,但B+树就不是二叉树了,节点下面可以有多个子节点,数据库开发商会设置子节点数的一个最大值,这个值不会太小,所以B+树一般来说比较矮胖,而红黑树就比较瘦高了。
关于B+树的插入,删除,会涉及到一些算法以保持树的平衡,这里就不详述了。ORACLE的默认索引就是这种结构的。
如果经常需要同时对两个字段进行AND查询,那么使用两个单独索引不如建立一个复合索引,因为两个单独索引通常数据库只能使用其中一个,而使用复合索引因为索引本身就对应到两个字段上的,效率会有很大提高。
2.2 散列索引
第二种索引叫做散列索引,就是通过散列函数来定位的一种索引,不过很少有单独使用散列索引的,反而是散列文件组织用的比较多。
散列文件组织就是根据一个键通过散列计算把对应的记录都放到同一个槽中,这样的话相同的键值对应的记录就一定是放在同一个文件里了,也就减少了文件读取的次数,提高了效率。
散列索引呢就是根据对应键的散列码来找到最终的索引项的技术,其实和B树就差不多了,也就是一种索引之上的二级辅助索引,我理解散列索引都是二级或更高级的稀疏索引,否则桶就太多了,效率也不会很高。
2.3 位图索引
位图索引是一种针对多个字段的简单查询设计一种特殊的索引,适用范围比较小,只适用于字段值固定并且值的种类很少的情况,比如性别,只能有男和女,或者级别,状态等等,并且只有在同时对多个这样的字段查询时才能体现出位图的优势。
位图的基本思想就是对每一个条件都用0或者1来表示,如有5条记录,性别分别是男,女,男,男,女,那么如果使用位图索引就会建立两个位图,对应男的10110和对应女的01001,这样做有什么好处呢,就是如果同时对多个这种类型的字段进行and或or查询时,可以使用按位与和按位或来直接得到结果了。

总结:
B+树最常用,性能也不差,用于范围查询和单值查询都可以。特别是范围查询,非得用B+树这种顺序的才可以了。
HASH的如果只是对单值查询的话速度会比B+树快一点,但是ORACLE好像不支持HASH索引,只支持HASH表空间。
位图的使用情况很局限,只有很少的情况才能用,一定要确定真正适合使用这种索引才用(值的类型很少并且需要复合查询),否则建立一大堆位图就一点意义都没有了。

分享到:
评论

相关推荐

    数据库索引设计与优化.pdf

    《数据库索引设计与优化》提供了一种简单、高效、通用的关系型数据库索引设计方法。作者通过系统的讲解及大量的案例清晰地阐释了关系型数据库的访问路径选择原理,以及表和索引的扫描方式,详尽地讲解了如何快速地...

    数据库索引设计与优化

    , 《数据库索引设计与优化》适用于已经具备了SQL 这一关系型语言相关知识,希望通过理解SQL 性能相关的内容,或者希望通过了解如何有效地设计表和索引而从中获益的人员。另外,《数据库索引设计与优化》也同样适用于...

    数据库索引设计与优化,经典圣作品

    本书提供了一种简单、高效、通用的关系型数据库索引设计方法。作者通过系统的讲解及大量的案例清晰地阐释了关系型数据库的访问路径选择原理,以及表和索引的扫描方式,详尽地讲解了如何快速地估算SQL运行的CPU时间及...

    《数据库索引设计与优化》高清带书签

    本书提供了一种简单、高效、通用的关系型数据库索引设计方法。作者通过系统的讲解及大量的案例清晰地阐释了关系型数据库的访问路径选择原理,以及表和索引的扫描方式,详尽地讲解了如何快速地估算SQL运行的CPU时间及...

    数据库索引设计与优化_13823909_(美)拉赫....pdf

    本书提供了一种简单、高效、通用的关系型数据库索引设计方法。作者通过系统的讲解及大量的案例清晰地阐释了关系型数据库的访问路径选择原理,以及表和索引的扫描方式,详尽地讲解了如何快速地估算SQL运行的CPU时间及...

    数据库索引设计思想与优化策略

    《数据库索引设计与优化》提供了一种简单、高效、通用的关系型数据库索引设计方法。 作者通过系统的讲解及大量的案例清晰地阐释了关系型数据库的访问路径选择原理, 以及表和索引的扫描方式,详尽地讲解了如何快速地...

    数据库系统原理总结.pdf

    ⽤来查询多个表 存储过程:通过创建存储过程,可以执⾏多条SQL语句 触发器:是⼀种特殊的存储过程,并发性 关于这些基础知识的理解,我画了张图,请⼤家指正: 总结:数据库管理系统是对数据进⾏管理的,学⽣信息...

    Oracle数据库系统原理++第2版

    主要包括关系模型基本理论,ER图及范式理论,SQL语言,Oracle存储空间的分配及释放时机,索引原理,事务处理及锁,备份恢复原理,存储过程及触发器,网络连接配置等内容。强调在学习各种技能的同时,理解关系型...

    数据库索引设计与优化[eimhe.com]

    本书提供了一种简单、高效、通用的关系型数据库索引设计方法。作者通过系统的讲解及大量的案例清晰地阐释了关系型数据库的访问路径选择原理,以及表和索引的扫描方式,详尽地讲解了如何快速地估算SQL运行的CPU时间及...

    数据库原理题库.docx

    数据库原理题库是为了帮助学习者深入理解数据库概念、原理和技术而设计的一系列问题集合。...索引和性能优化: 这些问题涵盖数据库索引的作用、类型和设计原则,以及如何优化查询性能和提升数据库效率

    数据库原理测试题.docx

    数据库原理测试题是一种用于检验个体对于数据库基本概念、理论和操作的理解程度的考试工具。这些测试题旨在评估考生在数据库设计、查询...索引和优化: 考查测试对象是否理解数据库索引的作用,以及如何使用索引优化查

    数据库系统原理上机实验.doc

    数据库系统原理上机实验 实验1数据库系统及数据库基础操作 1、实验目的 1) 熟练掌握SQL Server的使用方法。 2) 理解和掌握数据库DDL语言,能够熟练地使用SQL DDL语句创建、修改和删除数据库、模式和基本表。 2、...

    数据库系统原理实验大纲.doc

    数据库系统原理实验大纲 课程内容 1 实验内容 1) SQL Server的体系结构 2) 数据定义语言 3) 数据操纵与数据控制语言 4) 完整性控制 5) 事务 6) 数据库备份与恢复、数据的导入与导出 7) 安全性控制 8) 嵌入式SQL以及...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics