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索引基础知识

时间:2017-08-09 09:59:22      阅读:176      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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一、索引的优缺点

索引的优点(为什么要有索引)

1、快速取数据

2、保证数据记录的唯一性

3、加快表的连接速度

4、在使用ORDER by、group by子句进行数据检索时,利用索引可以减少排序和分组的时间。

索引的缺点

1、索引需要占物理空间。

2、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,降低了数据的维护速度。

 

二、索引的本质

其实, 索引的本质是一个查找问题。索引一般都是用BTree或者BTree的变种(包括B+树、B-树、B*树)

B树(二叉树)

BTree即二叉搜索树。如下图所示。这个的查询应该不用说大家都知道。

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如果这个BTree是平衡二叉树,那么他的查询性能是逼近二分查找的。但是如果是下图所示,那么查询的性能会非常差。如何将一棵树转换为平衡二叉树,这个留着以后写。

 

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B-树

是一种多路搜索树(并不是二叉的):

1、定义任意非叶子结点最多只有M个儿子;且M>2;

2、根结点的儿子数为[2, M];

3、除根结点以外的非叶子结点的儿子数为[M/2,M];

4、每个结点存放至少M/2-1(取上整)和至多M-1个关键字;(至少2个关键字)

5、非叶子结点的关键字个数=指向儿子的指针个数-1;

6、非叶子结点的关键字:K[1],K[2], …, K[M-1];且K[i] < K[i+1];

7、非叶子结点的指针:P[1], P[2],…, P[M];其中P[1]指向关键字小于K[1]的子树,P[M]指向关键字大于K[M-1]的子树,其它P[i]指向关键字属于(K[i-1], K[i])的子树;

8、所有叶子结点位于同一层;

如:(M=3)的一个B-树如下:

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B-树的搜索,从根结点开始,对结点内的关键字(有序)序列进行二分查找,如果命中则结束,否则进入查询关键字所属范围的儿子结点;重复,直到所对应的儿子指针为空,或已经是叶子结点;

 

B-树有如下特性:

1、关键字集合分布在整颗树中;

2、任何一个关键字出现且只出现在一个结点中;

3、搜索有可能在非叶子结点结束;

 

B+树

B+树是B-树的变体,也是一种多路搜索树。其定义基本与B-树同,除了以下几点:

1、非叶子结点的子树指针与关键字个数相同;

2、非叶子结点的子树指针P[i],指向关键字值属于[K[i],K[i+1])的子树(B-树是开区间);

3、为所有叶子结点增加一个链指针;

4、所有关键字都在叶子结点出现;

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B+树有如下特性:

1.所有关键字都出现在叶子结点的链表中(稠密索引),且链表中的关键字恰好是有序的;

2.不可能在非叶子结点命中;

3.非叶子结点相当于是叶子结点的索引(稀疏索引),叶子结点相当于是存储(关键字)数据的数据层;

4.更适合文件索引系统;

 

总结如下:

B树:二叉树,每个结点只存储一个关键字,等于则命中,小于走左结点,大于走右结点;

B-树:多路搜索树,每个结点存储M/2到M个关键字,非叶子结点存储指向关键字范围的子结点;所有关键字在整颗树中出现,且只出现一次,非叶子结点可以命中;

B+树:在B-树基础上,为叶子结点增加链表指针,所有关键字都在叶子结点中出现,非叶子结点作为叶子结点的索引;B+树总是到叶子结点才命中;

 

该部分参考了http://www.cnblogs.com/oldhorse/archive/2009/11/16/1604009.html

 

三、索引的分类

按照数据库中可以创建的索引类型来分:

普通索引

这是最基本的索引类型,而且它没有唯一性之类的限制。

创建普通索引的方法如下:CREATE INDEX<索引的名字> ON tablename(列的列表)

唯一索引

不允许其中任何两行具有相同索引值的索引

创建唯一索引的方法如下:CREATEUNIQUE INDEX <索引的名字> ON tablename(列的列表)

主键索引

其实主键索引是唯一索引的一种特殊类型。主键索引支持,在创建表的主键时,主键索引会自动创建。

 

聚集索引(也叫聚簇索引)

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。

聚集索引一个表只能有一个,而非聚集索引一个表可以存在多个。

与非聚集索引相比,聚集索引通常提供更快的数据访问速度。

 

四、索引使用策略及优化

1、小的数据类型通常更好

越小的数据类型通常在磁盘、内存和CPU缓存中都需要更少的空间,处理起来更快。

2、简单的数据类型更好

整型数据比起字符,处理开销更小,因为字符串的比较更复杂。在MySQL中,应该用内置的日期和时间数据类型,而不是用字符串来存储时间;以及用整型数据类型存储IP地址。

3、尽量避免NULL

应该指定列为NOT NULL,除非你想存储NULL。在MySQL中,含有空值的列很难进行查询优化,因为它们使得索引、索引的统计信息以及比较运算更加复杂。你应该用0、一个特殊的值或者一个空串代替空值。

4、如果对多列进行索引(组合索引),列的顺序非常重要

MySQL仅能对索引最左边的前缀进行有效的查找。例如:假设存在组合索引it1c1c2(c1,c2),查询语句select * from t1 where c1=1 and c2=2能够使用该索引。查询语句select *from t1 where c1=1也能够使用该索引。但是,查询语句select * from t1 where c2=2不能够使用该索引,因为没有组合索引的引导列,即,要想使用c2列进行查找,必需出现c1等于某值。

索引基础知识

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原文地址:http://www.cnblogs.com/xxuan/p/7323364.html

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