索引的目的就是便于快速查找。一本書的索引就是目錄,可以讓我們快速定位到要查找的內容;資料庫的資料是以記錄的方式存在的,所以索引的目的就是便于查找某一些記錄。
索引型別(常見的資料庫書籍中的關于索引類別的一些稱呼):
??①唯一索引:不允許其中任何兩行具有相同值的索引
????使用主鍵和候選鍵建立的索引就是唯一索引,因為主鍵和候選鍵都可以確定唯一一個元組,即一張表中不存在相同的主鍵和候選鍵。在MySQL中,當你建立一個主鍵和候選鍵之后,MySQL會為它們分別建立索引。畢竟要想滿足唯一性,依然會在更新資料的時候檢驗是否已經存在該主鍵或者候選鍵,而索引無疑是快速檢驗的標配。
??②.主鍵索引:可以認為是特殊的唯一索引,僅利用主鍵建立的索引
??③.單一索引:任何一個單一資料項建立的索引
????假如有下表【country,city,personNumber】,如果我們想查詢某個國家的人數,我們就應當以國家建立索引,這樣單一資料項建立的索引就是單一索引。
??④.復合索引:多個資料項建立的索引
????假如有下表【country,city,personNumber】,如果我們想查詢某個城市的人數,我們就應當以【country,city】建立索引,多個資料項建立索引的時候,我們應當指定其排序的先后順序,此處國家應優先排序,城市次之。
??⑤.聚簇索引:利用主鍵建立的索引,其物理存放順序與主鍵順序一致。因為資料只有一個物理存放順序,所以一個表只有一個聚簇索引。
????在MySQL中,選定主鍵之后將會自動為主鍵創建索引。該索引可以維護主鍵的唯一性。非葉子節點包含了主鍵值,而葉子節點則指向了一條完整的記錄
??⑥.非聚簇索引(二級索引,輔助索引):除了聚簇索引之外,其余所有的索引都是非聚簇索引
????非聚簇索引為什么是二級索引呢?重點在于一個二字。可以料想如果WHERE條件不是根據主鍵進行索引,那么我們就需要基于該非主鍵建立的索引進行檢索,這樣建立的索引葉子節點中包含了記錄的主鍵,再使用主鍵在聚簇索引中找尋到完整的記錄。可以說進行了兩次B+ Tree查找而不是一次
??⑦.覆寫索引:一個索引包含(覆寫)所要查詢的欄位的值,注意覆寫索引與具體的查詢有關
????假如有下表【country,city,personNumber】,如果我們想查詢某個城市的人數,覆寫索引指的是可以將你想要查詢的列建立在一個索引中,如(國家,城市,人數)作為一個復合索引,此時查找某一個國家的所有城市利用索引就可以完成,實際上這也相當于完成了聚簇索引的功能
二. 如何快速找到記錄?
???說到查找演算法,最樸實的就是無序排列的遍歷了。在資料量較小的時候(PS:如果資料量較小我想資料庫也不會有這么快的發展),此方法也不失為一種好的方法,畢竟沒有相應資料結構的維護,插入更新資料的時候就可以再快一點。在學習演算法的書籍中,資料結構總也是扮演著重要的角色。無序排列的資料簡直就是一種佛系的資料結構,不管不顧它就是那樣。一個好的演算法基于一個合適的資料結構的例子比比皆是,堆排序基于堆這種資料結構;二叉搜索基于一棵構建好的二叉搜索樹,哈希查找基于哈希表……所以資料庫中為了快速查找到需要的記錄也需要選擇合適的資料結構。
三. 什么樣的資料結構適合作為索引?
下面就介紹幾種資料庫中快速查找記錄的資料結構:
Ⅰ. B+ Tree索引(MySQL,SQL Server,Oracle)
B+ Tree
以上為一個3階的B+ Tree,其上的數字我們可以認為使用ID建立起來的單一索引。如果需要使用如下SQL陳述句進行查詢:
??SELECT * FROM STUDENTS WHERE ID=1
?? 這個查詢陳述句只需要三次查找就可以找到ID為1的葉子節點,找到存放該條記錄(存放了ID為1的學生的所有屬性)的物理地址,進而找到該條資料。
B+ Tree索引優點
??①.全值匹配:指的是和索引中所有列進行匹配。假設以(姓,名,出生日期)三個資料項建立復合索引,那么可以查找姓名為張三,出生日期在2000-12-12的人
??②.匹配最左前綴:假設以(姓,名,出生日期)三個資料項建立復合索引,可以查找所有姓張的人
??③.匹配列前綴:假設有姓為司徒,司馬的人,我們也可以查找第一列的前綴部分,如查找所有以司開頭的姓的人
??④.匹配范圍值:可以查找所有在李和張之間的姓的人,注意范圍查詢只在復合索引的優先排序的第一列。(假設姓名按照拼音排序)
??⑤.精確匹配前面列并范圍匹配后一列:可以查找姓李并出生日期在2000-12-12之后的人或姓名為張三并出生日期在2000-12-12之后的人,注意范圍第一個范圍查詢后面的列無法再使用索引查詢
??⑥.只訪問索引的查詢:即查詢只需訪問索引,而無需訪問資料行。(此時應想到索引中的覆寫索引)
B+ Tree索引缺點
??①.如果不是按照索引的最左列開始查找,則無法使用索引。如無法查找名為龍的人,也無法查找在2000-12-12之后出生的人,當然也無法查找姓中以龍結尾的人(注意為和含有的區別)
??②.不能跳過索引中的列:無法查找姓李并在2000-12-12之后出生的人
??③.如果查詢中包括某個列的范圍查詢,則其右邊所有列都無法使用索引優化查詢
Ⅱ. B Tree索引
B Tree
Ⅲ.哈希索引(MySQL,Oracle)
hash索引
哈希索引優點
??①.快速查詢:參與索引的欄位只要進行Hash運算之后就可以快速定位到該記錄,時間復雜度約為1
哈希索引缺點
??①.哈希索引只包含哈希值和行指標,所以不能用索引中的值來避免讀取行
??②.哈希索引資料并不是按照索引值順序存盤的,所以也就無法用于排序和范圍查詢
??③.哈希索引也不支持部分索引列查詢,因為哈希索引始終是使用索引列的全部資料進行哈希計算的。
??④.哈希索引只支持等值比較查詢,如=,IN(),<=>操作
??⑤.如果哈希沖突較多,一些索引的維護操作的代價也會更高
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