索引是提高数据查询最有效的方法,也是最难全面掌握的技术,因为正确的索引可能使效率提高10000倍,而无效的索引可能是浪费了数据库空间,甚至大大降低查询性能。
索引的管理成本
1、 存储索引的磁盘空间
2、 执行数据修改 *** 作(INSERT、UPDATE、DELETE)产生的索引维护
3、 在数据处理时回需额外的回退空间。
实际数据修改测试:
一个表有字段A、B、C,同时进行插入10000行记录测试
在没有建索引时平均完成时间是29秒
在对A字段建索引后平均完成时间是67秒
在对A字段和B字段建索引后平均完成时间是103秒
在对A字段、B字段和C字段都建索引后平均完成时间是117秒
从以上测试结果可以明显看出索引对数据修改产生的影响
索引按存储方法分类
B树索引
B树索引是最常用的索引,其存储结构类似书的索引结构,有分支和叶两种类型的存储数据块,分支块相当于书的大目录,叶块相当于索引到的具体的书页。一般索引及唯一约束索引都使用B树索引。
位图索引
位图索引储存主要用来节省空间,减少ORACLE对数据块的访问,它采用位图偏移方式来与表的行ID号对应,采用位图索引一般是重复值太多的表字段。位图索引在实际密集型OLTP(数据事务处理)中用得比较少,因为OLTP会对表进行大量的删除、修改、新建 *** 作,ORACLE每次进行 *** 作都会对要 *** 作的数据块加锁,所以多人 *** 作很容易产生数据块锁等待甚至死锁现象。在OLAP(数据分析处理)中应用位图有优势,因为OLAP中大部分是对数据库的查询 *** 作,而且一般采用数据仓库技术,所以大量数据采用位图索引节省空间比较明显。
索引按功能分类
唯一索引
唯一索引有两个作用,一个是数据约束,一个是数据索引,其中数据约束主要用来保证数据的完整性,唯一索引产生的索引记录中每一条记录都对应一个唯一的ROWID。
主关键字索引
主关键字索引产生的索引同唯一索引,只不过它是在数据库建立主关键字时系统自动建立的。
一般索引
一般索引不产生数据约束作用,其功能主要是对字段建立索引表,以提高数据查询速度。
索引按索引对象分类
单列索引(表单个字段的索引)
多列索引(表多个字段的索引)
函数索引(对字段进行函数运算的索引)
建立函数索引的方法:
create index 收费日期索引 on GC_DFSS(trunc(sk_rq))
create index 完全客户编号索引 on yhzl(qc_bh||kh_bh)
在对函数进行了索引后,如果当前会话要引用应设置当前会话的query_rewrite_enabled为TRUE。
alter session set query_rewrite_enabled=true
注:如果对用户函数进行索引的话,那用户函数应加上 deterministic参数,意思是函数在输入值固定的情况下返回值也固定。例:
create or replace function trunc_add(input_date date)return date deterministic
as
begin
return trunc(input_date+1);
end trunc_add;
应用索引的扫描分类
INDEX UNIQUE SCAN(按索引唯一值扫描)
select from zl_yhjbqk where hbs_bh='5420016000'
INDEX RANGE SCAN(按索引值范围扫描)
select from zl_yhjbqk where hbs_bh>'5420016000'
select from zl_yhjbqk where qc_bh>'7001'
INDEX FAST FULL SCAN(按索引值快速全部扫描)
select hbs_bh from zl_yhjbqk order by hbs_bh
select count() from zl_yhjbqk
select qc_bh from zl_yhjbqk group by qc_bh
什么情况下应该建立索引
表的主关键字
自动建立唯一索引
如zl_yhjbqk(用户基本情况)中的hbs_bh(户标识编号)
表的字段唯一约束
ORACLE利用索引来保证数据的完整性
如lc_hj(流程环节)中的lc_bh+hj_sx(流程编号+环节顺序)
直接条件查询的字段
在SQL中用于条件约束的字段
如zl_yhjbqk(用户基本情况)中的qc_bh(区册编号)
select from zl_yhjbqk where qc_bh=’7001’
查询中与其它表关联的字段
字段常常建立了外键关系
如zl_ydcf(用电成份)中的jldb_bh(计量点表编号)
select from zl_ydcf a,zl_yhdb b where ajldb_bh=bjldb_bh and bjldb_bh=’540100214511’
查询中排序的字段
排序的字段如果通过索引去访问那将大大提高排序速度
select from zl_yhjbqk order by qc_bh(建立qc_bh索引)
select from zl_yhjbqk where qc_bh='7001' order by cb_sx(建立qc_bh+cb_sx索引,注:只是一个索引,其中包括qc_bh和cb_sx字段)
查询中统计或分组统计的字段
select max(hbs_bh) from zl_yhjbqk
select qc_bh,count() from zl_yhjbqk group by qc_bh
什么情况下应不建或少建索引
表记录太少
如果一个表只有5条记录,采用索引去访问记录的话,那首先需访问索引表,再通过索引表访问数据表,一般索引表与数据表不在同一个数据块,这种情况下ORACLE至少要往返读取数据块两次。而不用索引的情况下ORACLE会将所有的数据一次读出,处理速度显然会比用索引快。
如表zl_sybm(使用部门)一般只有几条记录,除了主关键字外对任何一个字段建索引都不会产生性能优化,实际上如果对这个表进行了统计分析后ORACLE也不会用你建的索引,而是自动执行全表访问。如:
select from zl_sybm where sydw_bh='5401'(对sydw_bh建立索引不会产生性能优化)
经常插入、删除、修改的表
对一些经常处理的业务表应在查询允许的情况下尽量减少索引,如zl_yhbm,gc_dfss,gc_dfys,gc_fpdy等业务表。
数据重复且分布平均的表字段
假如一个表有10万行记录,有一个字段A只有T和F两种值,且每个值的分布概率大约为50%,那么对这种表A字段建索引一般不会提高数据库的查询速度。
经常和主字段一块查询但主字段索引值比较多的表字段
如gc_dfss(电费实收)表经常按收费序号、户标识编号、抄表日期、电费发生年月、 *** 作标志来具体查询某一笔收款的情况,如果将所有的字段都建在一个索引里那将会增加数据的修改、插入、删除时间,从实际上分析一笔收款如果按收费序号索引就已经将记录减少到只有几条,如果再按后面的几个字段索引查询将对性能不产生太大的影响。
如何只通过索引返回结果
一个索引一般包括单个或多个字段,如果能不访问表直接应用索引就返回结果那将大大提高数据库查询的性能。对比以下三个SQL,其中对表zl_yhjbqk的hbs_bh和qc_bh字段建立了索引:
1 select hbs_bh,qc_bh,xh_bz from zl_yhjbqk where qc_bh=’7001’
执行路径:
SELECT STATEMENT, GOAL = CHOOSE 11 265 5565
TABLE ACCESS BY INDEX ROWID DLYX ZL_YHJBQK 11 265 5565
INDEX RANGE SCAN DLYX 区册索引 1 265
平均执行时间(0078秒)
2 select hbs_bh,qc_bh from zl_yhjbqk where qc_bh=’7001’
执行路径:
SELECT STATEMENT, GOAL = CHOOSE 11 265 3710
TABLE ACCESS BY INDEX ROWID DLYX ZL_YHJBQK 11 265 3710
INDEX RANGE SCAN DLYX 区册索引 1 265
平均执行时间(0078秒)
3 select qc_bh from zl_yhjbqk where qc_bh=’7001’
执行路径:
SELECT STATEMENT, GOAL = CHOOSE 1 265 1060
INDEX RANGE SCAN DLYX 区册索引 1 265 1060
平均执行时间(0062秒)
从执行结果可以看出第三条SQL的效率最高。执行路径可以看出第1、2条SQL都多执行了TABLE ACCESS BY INDEX ROWID(通过ROWID访问表) 这个步骤,因为返回的结果列中包括当前使用索引(qc_bh)中未索引的列(hbs_bh,xh_bz),而第3条SQL直接通过QC_BH返回了结果,这就是通过索引直接返回结果的方法。
如何重建索引
alter index 表电量结果表主键 rebuild
如何快速新建大数据量表的索引
如果一个表的记录达到100万以上的话,要对其中一个字段建索引可能要花很长的时间,甚至导致服务器数据库死机,因为在建索引的时候ORACLE要将索引字段所有的内容取出并进行全面排序,数据量大的话可能导致服务器排序内存不足而引用磁盘交换空间进行,这将严重影响服务器数据库的工作。解决方法是增大数据库启动初始化中的排序内存参数,如果要进行大量的索引修改可以设置10M以上的排序内存(ORACLE缺省大小为64K),在索引建立完成后应将参数修改回来,因为在实际OLTP数据库应用中一般不会用到这么大的排序内存。
索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构,使用索引可快速访问数据库表中的特定信息。
作用:
索引提供指向存储在表的指定列中的数据值的指针,然后根据您指定的排序顺序对这些指针排序。数据库使用索引以找到特定值,然后顺指针找到包含该值的行。这样可以使对应于表的SQL语句执行得更快,可快速访问数据库表中的特定信息。
分类:
1、唯一索引
唯一索引是不允许其中任何两行具有相同索引值的索引。当现有数据中存在重复的键值时,大多数数据库不允许将新创建的唯一索引与表一起保存。
2、主键索引
数据库表经常有一列或多列组合,其值唯一标识表中的每一行。该列称为表的主键。在数据库关系图中为表定义主键将自动创建主键索引,主键索引是唯一索引的特定类型。该索引要求主键中的每个值都唯一。当在查询中使用主键索引时,它还允许对数据的快速访问。
3、聚集索引
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。一个表只能包含一个聚集索引。如果某索引不是聚集索引,则表中行的物理顺序与键值的逻辑顺序不匹配。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。
4、索引列
可以基于数据库表中的单列或多列创建索引。多列索引可以区分其中一列可能有相同值的行。如果经常同时搜索两列或多列或按两列或多列排序时,索引也很有帮助。例如,如果经常在同一查询中为姓和名两列设置判据,那么在这两列上创建多列索引将很有意义。
扩展资料:
优点:
1、大大加快数据的检索速度。
2、创建唯一性索引,保证数据库表中每一行数据的唯一性。
3、加速表和表之间的连接。
4、在使用分组和排序子句进行数据检索时,可以显著减少查询中分组和排序的时间。
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。
参考资料来源:百度百科--索引
参考资料来源:百度百科--数据库索引
数据库索引的实现原理
一、概述数据库索引,是数据库管理系统中一个排序的数据结构,以协助快速查询、更新数据库表中数据。索引的实现通常使用B树及其变种B+树。在数据之外,数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构,这些数据结构以某种方式引用(指向)数据,这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法。这种数据结构,就是索引。其实说穿了,索引问题就是一个查找问题。二、索引的原理当我们的业务产生了大量的数据时,查找数据的效率问题也就随之而来,所以我们可以通过为表设置索引,而为表设置索引要付出代价的:一是增加了数据库的存储空间,二是在插入和修改数据时要花费较多的时间(因为索引也要随之变动)。
上图展示了一种可能的索引方式。左边是数据表,一共有两列七条记录,最左边的是数据记录的物理地址(注意逻辑上相邻的记录在磁盘上也并不是一定物理相邻的)。为了加快Col2的查找,可以维护一个右边所示的二叉查找树,每个节点分别包含索引键值和一个指向对应数据记录物理地址的指针,这样就可以运用二叉查找在O(log2n)的复杂度内获取到相应数据。索引是建立在数据库表中的某些列的上面。在创建索引的时候,应该考虑在哪些列上可以创建索引,在哪些列上不能创建索引。一般来说,应该在这些列上创建索引:在经常需要搜索的列上,可以加快搜索的速度;在作为主键的列上,强制该列的唯一性和组织表中数据的排列结构;在经常用在连接的列上,这些列主要是一些外键,可以加快连接的速度;在经常需要根据范围进行搜索的列上创建索引,因为索引已经排序,其指定的范围是连续的;在经常需要排序的列上创建索引,因为索引已经排序,这样查询可以利用索引的排序,加快排序查询时间;在经常使用在WHERE子句中的列上面创建索引,加快条件的判断速度。创建索引可以大大提高系统的性能第一,通过创建唯一性索引,可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。第二,可以大大加快数据的检索速度,这也是创建索引的最主要的原因。第三,可以加速表和表之间的连接,特别是在实现数据的参考完整性方面特别有意义。第四,在使用分组和排序子句进行数据检索时,同样可以显着减少查询中分组和排序的时间。第五,通过使用索引,可以在查询的过程中,使用优化隐藏器,提高系统的性能。也许会有人要问:增加索引有如此多的优点,为什么不对表中的每一个列创建一个索引呢因为,增加索引也有许多不利的方面。创建索引的弊端第一,创建索引和维护索引要耗费时间,这种时间随着数据量的增加而增加。第二,索引需要占物理空间,除了数据表占数据空间之外,每一个索引还要占一定的物理空间,如果要建立聚簇索引,那么需要的空间就会更大。第三,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,这样就降低了数据的维护速度。同样,对于有些列不应该创建索引。一般来说,不应该创建索引的的这些列具有下列特点:第一,对于那些在查询中很少使用或者参考的列不应该创建索引。这是因为,既然这些列很少使用到,因此有索引或者无索引,并不能提高查询速度。相反,由于增加了索引,反而降低了系统的维护速度和增大了空间需求。第二,对于那些只有很少数据值的列也不应该增加索引。这是因为,由于这些列的取值很少,例如人事表的性别列,在查询的结果中,结果集的数据行占了表中数据行的很大比例,即需要在表中搜索的数据行的比例很大。增加索引,并不能明显加快检索速度。第三,对于那些定义为text, image和bit数据类型的列不应该增加索引。这是因为,这些列的数据量要么相当大,要么取值很少。第四,当修改性能远远大于检索性能时,不应该创建索引。这是因为,修改性能和检索性能是互相矛盾的。当增加索引时,会提高检索性能,但是会降低修改性能。当减少索引时,会提高修改性能,降低检索性能。因此,当修改性能远远大于检索性能时,不应该创建索引。三、索引的类型根据数据库的功能,可以在数据库设计器中创建三种索引:唯一索引、主键索引和聚集索引。唯一索引唯一索引是不允许其中任何两行具有相同索引值的索引。当现有数据中存在重复的键值时,大多数数据库不允许将新创建的唯一索引与表一起保存。数据库还可能防止添加将在表中创建重复键值的新数据。例如,如果在employee表中职员的姓(lname)上创建了唯一索引,则任何两个员工都不能同姓。主键索引数据库表经常有一列或列组合,其值唯一标识表中的每一行。该列称为表的主键。在数据库关系图中为表定义主键将自动创建主键索引,主键索引是唯一索引的特定类型。该索引要求主键中的每个值都唯一。当在查询中使用主键索引时,它还允许对数据的快速访问。聚集索引在聚集索引中,表中行的物理顺序与键值的逻辑(索引)顺序相同。一个表只能包含一个聚集索引。如果某索引不是聚集索引,则表中行的物理顺序与键值的逻辑顺序不匹配。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、局部性原理与磁盘预读由于存储介质的特性,磁盘本身存取就比主存慢很多,再加上机械运动耗费,磁盘的存取速度往往是主存的几百分分之一,因此为了提高效率,要尽量减少磁盘I/O。为了达到这个目的,磁盘往往不是严格按需读取,而是每次都会预读,即使只需要一个字节,磁盘也会从这个位置开始,顺序向后读取一定长度的数据放入内存。这样做的理论依据是计算机科学中着名的局部性原理:当一个数据被用到时,其附近的数据也通常会马上被使用。程序运行期间所需要的数据通常比较集中。由于磁盘顺序读取的效率很高(不需要寻道时间,只需很少的旋转时间),因此对于具有局部性的程序来说,预读可以提高I/O效率。预读的长度一般为页(page)的整倍数。页是计算机管理存储器的逻辑块,硬件及 *** 作系统往往将主存和磁盘存储区分割为连续的大小相等的块,每个存储块称为一页(在许多 *** 作系统中,页得大小通常为4k),主存和磁盘以页为单位交换数据。当程序要读取的数据不在主存中时,会触发一个缺页异常,此时系统会向磁盘发出读盘信号,磁盘会找到数据的起始位置并向后连续读取一页或几页载入内存中,然后异常返回,程序继续运行。五、B树和B+树数据结构1、B树B树中每个节点包含了键值和键值对于的数据对象存放地址指针,所以成功搜索一个对象可以不用到达树的叶节点。成功搜索包括节点内搜索和沿某一路径的搜索,成功搜索时间取决于关键码所在的层次以及节点内关键码的数量。在B树中查找给定关键字的方法是:首先把根结点取来,在根结点所包含的关键字K1,…,kj查找给定的关键字(可用顺序查找或二分查找法),若找到等于给定值的关键字,则查找成功;否则,一定可以确定要查的关键字在某个Ki或Ki+1之间,于是取Pi所指的下一层索引节点块继续查找,直到找到,或指针Pi为空时查找失败。2、B+树B+树非叶节点中存放的关键码并不指示数据对象的地址指针,非也节点只是索引部分。所有的叶节点在同一层上,包含了全部关键码和相应数据对象的存放地址指针,且叶节点按关键码从小到大顺序链接。如果实际数据对象按加入的顺序存储而不是按关键码次数存储的话,叶节点的索引必须是稠密索引,若实际数据存储按关键码次序存放的话,叶节点索引时稀疏索引。B+树有2个头指针,一个是树的根节点,一个是最小关键码的叶节点。所以 B+树有两种搜索方法:一种是按叶节点自己拉起的链表顺序搜索。一种是从根节点开始搜索,和B树类似,不过如果非叶节点的关键码等于给定值,搜索并不停止,而是继续沿右指针,一直查到叶节点上的关键码。所以无论搜索是否成功,都将走完树的所有层。B+ 树中,数据对象的插入和删除仅在叶节点上进行。这两种处理索引的数据结构的不同之处:1、B树中同一键值不会出现多次,并且它有可能出现在叶结点,也有可能出现在非叶结点中。而B+树的键一定会出现在叶结点中,并且有可能在非叶结点中也有可能重复出现,以维持B+树的平衡。2、因为B树键位置不定,且在整个树结构中只出现一次,虽然可以节省存储空间,但使得在插入、删除 *** 作复杂度明显增加。B+树相比来说是一种较好的折中。3、B树的查询效率与键在树中的位置有关,最大时间复杂度与B+树相同(在叶结点的时候),最小时间复杂度为1(在根结点的时候)。而B+树的时候复杂度对某建成的树是固定的。六、B/+Tree索引的性能分析到这里终于可以分析B-/+Tree索引的性能了。上文说过一般使用磁盘I/O次数评价索引结构的优劣。先从B-Tree分析,根据B-Tree的定义,可知检索一次最多需要访问h个节点。数据库系统的设计者巧妙利用了磁盘预读原理,将一个节点的大小设为等于一个页,这样每个节点只需要一次I/O就可以完全载入。为了达到这个目的,在实际实现B-Tree还需要使用如下技巧:每次新建节点时,直接申请一个页的空间,这样就保证一个节点物理上也存储在一个页里,加之计算机存储分配都是按页对齐的,就实现了一个node只需一次I/O。B-Tree中一次检索最多需要h-1次I/O(根节点常驻内存),渐进复杂度为O(h)=O(logdN)。一般实际应用中,出度d是非常大的数字,通常超过100,因此h非常小(通常不超过3)。而红黑树这种结构,h明显要深的多。由于逻辑上很近的节点(父子)物理上可能很远,无法利用局部性,所以红黑树的I/O渐进复杂度也为O(h),效率明显比B-Tree差很多。综上所述,用B-Tree作为索引结构效率是非常高的。
建立数据库的目的是管理大量数据,而建立索引的目的就是提高数据检索效率,改善数据库工作性能,提高数据访问速度。当查询大量数据时不建索引带条件的查询会很慢的,索引的创建不同的数据库有不同的写法,oracle的写法是create index 索引名 on 表名();
在select 语句中的where条件每个字段都要建索引
索引原理
索引的基本概念索引是一种特殊类型的数据库对象,它与表有着密切的联系。索引是为检索而存在的。如一些书籍的末尾就专门附有索引,指明了某个关键字在正文中的出现的页码位置,方便我们查找,但大多数的书籍只有目录,目录不是索引,只是书中内容的排序,并不提供真正的检索功能。可见建立索引要单独占用空间;索引也并不是必须要建立的,它们只是为更好、更快的检索和定位关键字而存在。再进一步说,我们要在图书馆中查阅图书,该怎么办呢?图书馆的前台有很多叫做索引卡片柜的小柜子,里面分了若干的类别供我们检索图书,比如你可以用书名的笔画顺序或者拼音顺序作为查找的依据,你还可以从作者名的笔画顺序或拼音顺序去查询想要的图书,反正有许多检索方式,但有一点很明白,书库中的书并没有按照这些卡片柜中的顺序排列——虽然理论上可以这样做,事实上,所有图书的脊背上都人工的粘贴了一个特定的编号①,它们是以这个顺序在排列。索引卡片中并没有指明这本书摆放在书库中的第几个书架的第几本,仅仅指明了这个特定的编号。管理员则根据这一编号将请求的图书返回到读者手中。这是很形象的例子,以下的讲解将会反复用到它。SQLS在安装完成之后,安装程序会自动创建master、model、tempdb等几个特殊的系统数据库,其中master是SQLS的主数据库,用于保存和管理其它系统数据库、用户数据库以及SQLS的系统信息,它在SQLS中的地位与WINDOWS下的注册表相当。master中有一个名为sysindexes的系统表,专门管理索引。SQLS查询数据表的 *** 作都必须用到它,毫无疑义,它是本文主角之一。查看一张表的索引属性,可以在查询分析器中使用以下命令:select from sysindexes where id=object_id(‘tablename’) ;而要查看表的索引所占空间的大小,可以使用系统存储过程命令:sp_spaceused tablename,其中参数tablename为被索引的表名。
什么是索引:
索引是数据库存储引擎用于快速查找到指定数据的一种数据结构。
可以用新华字典做类比:如果新华字典中对每个字的详细解释是数据库中表的记录,那么按部首或拼音等排序的目录就是索引,使用它可以让我们快速查找的某一个字详细解释的位置。
在MySQL中,存储引擎也是用了类似的方法,先在索引中找到对应的值,然后再根据匹配的索引值找到对应表中记录的位置。
面试中为什么问索引:
之所以在索引在面试中经常被问到,就是因为:索引是数据库的良好性能表现的关键,也是对查询能优化最有效的手段。索引能够轻易地把查询性能提高几个数量级。
然而,糟糕的索引也同样会影响查询性能,当表中的数据量越来越多的时候,索引对性能的影响就越大。在数据量比较少并且负责比较低的时候,糟糕的索引对性能的影响可能不明显,但是当数据量逐渐增多的时候,性能会急剧下降。
索引的类型:
不同类型的索引,可以为不同场景提供更好的性能。在MySQL中,索引是在存储引擎层面实现的,而不是在服务器层面实现的。正如大家所知道,MySQL支持多种类型的存储引擎。所以,在不同存储引擎中索引的实现方式并不是一样的,也不是所有类型的索引都被所有存储引擎支持的,即使多个存储引擎支持同一种类型的索引,它底层的实现也有可能是不相同的。
以上就是关于数据库什么是字段应该设置索引全部的内容,包括:数据库什么是字段应该设置索引、什么叫索引索引的作用和分类、数据库索引的实现原理等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!
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