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数据库系统概论-[04]索引

2024-07-14 02:17:42   219人阅读

1、索引概述

 建立索引是加快查询速度的有效手段，用户可以根据应用环境的需要，在基本表上建立一个或者多个索引，以提供多种存取路径，加快查找速度。

一般来说，建立与删除索引由数据库管理员DBA或者表的属主(owner)，即建立表的人负责完成，系统在存取数据时会自动选择合适的索引作为存取路径，用户不必也不能显示地选择索引。


2、索引优点和缺点

首先明白为什么创建索引，因为创建索引可以大大提高系统的性能。

  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 在使用分组和排序子句进行数据检索时，同样可以显著减少查询中分组和排序的时间。
  • 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。
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?这种想法固然有其合理性，然而也有其片面性，虽然索引有许多的优点，但是，为表中的每一个列都增加索引，是非常不明智的，这是因为，增加索引也有许多不利的一个方面。
  • 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。
  • 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，如果要建立举聚簇索引，那么需要的空间就会更大。
  • 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。
  • 索引是建立在数据库表中的某些列上，因此在创建索引的时候，应该仔细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：
1、在经常需要搜索的列上，可以加快搜索速度
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、在经常使用where子句中的列上面创建索引，加快条件的判断速度。
同样对于有些列是不应该创建索引的，一般来说，不应该创建索引的这些列具有下列特点：
1、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加了空间需求。
2、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，比如人事表的性别列，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，着呢国家索引，并不能明显加快检索速度。
3、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。
4、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。
3、创建索引
创建索引有多种方法，这些方法包括直接创建索引方法和间接创建索引的方法，直接创建索引，使用如下语句：
CREATE [UNIQUE][CLUSTER][INDEX <索引名> ON <表名> (<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>]]......)；
说明：
其中<表名>是要创建索引的基本表的名字，索引还可以建立在该表的一列或者多列上，各列之间用逗号分隔，每个<列名>后面还可以用<次序>指定索引值的排序次序，可选ASC(升序)或者DESC(降序),缺省值为ASC。
UNIQUE表明此索引的每一个索引值值对应唯一的数据记录。
CLUSTER表示要建立的索引是聚簇索引，所谓聚簇索引是指索引项的顺序与表中记录的物理顺序一致的索引组织。
还有一种方法创建索引，在表中定义主键约束或者唯一约束时，同时也创建了索引，虽然，这两种方法都可以创建索引，但是它们创建索引的具体内容是有区别的：当在表上定义主键或者唯一约束时，如果表中已经有了使用CREATE INDEX语句创建的标准索引的，那么主键约束或者唯一性约束创建的索引覆盖以前创建的标准索引，也就是说主键约束或者唯一约束创建的索引的优先级高于使用CREATE INDEX语句创建的索引。
eg:为学生-课程数据库中的Student，Course，SC 3个表建立索引，其中Student表按学号升序建唯一索引，Course表按课程号升序建唯一索引，SC表按学号升序和课程号降序建唯一索引。
CREATE UNIQUE INDEX Stusno ON Student(Sno);
CREATE UNIQUE INDEX Coucno ON Course(Cno);
CREATE UNIQUE INDEX SCno ON SC(Sno ASC,Cno DESC);

4、删除索引
索引一经建立，就有系统使用和维护它，不需要用户的干预，建立索引是为了减少查询操作的时间，但如果数据增删改频繁，系统会花费许多时间来维护索引，从而降低了查询效率，这时可以删除一些不必要的索引。
在SQL中，删除索引使用DROP INDEX 语句，其一般格式为：
DROP INDEX <索引名>;
eg:删除Student表的Stusname索引
DROP INDEX Stusname；
删除索引时，系统会同时删除数据字典中删除有该索引的描述。

5、总结
在RDBMS中索引一般采用B+树、HASH索引来实现，B+树索引具有动态平衡的优点，HASH索引具有查找速度快的特点，索引是关系数据库的内部实现技术，属于内模式的范畴。
用户使用CREATE INDEX语句定义索引时，可以定义索引是唯一索引、非唯一索引或者聚餐索引，至于某一个索引是采用B+树，还是HASH索引则由具体的RDBMS来决定。


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