數據庫索引(Oracle和Mysql)學習總結


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索引概念:

    索引是關系數據庫中用於存放每一條記錄的一種對象,主要目的是加快數據的讀取速度和完整性檢查。建立索引是一項技術性要求高的工作。一般在數據庫設計階段的與數據庫結構一道考慮。應用系統的性能直接與索引的合理直接有關。

一、Oracle索引

1、索引類型

列出常見常用的幾種索引類型,如下:

  非唯一索引(最常用) NonUnique
  唯一索引  Unique
  位圖索引  Bitmap
  分區索引  Partitioned
  非分區索引  NonPartitioned  
  正常型B樹 Normal
  基於函數的索引  Function-based

2、索引結構

B-tree:
適合與大量的增、刪、改(OLTP); 
不能用包含OR操作符的查詢; 
適合高基數的列(唯一值多) 
典型的樹狀結構; 
每個結點都是數據塊; 
大多都是物理上一層、兩層或三層不定,邏輯上三層; 
葉子塊數據是排序的,從左向右遞增; 
在分支塊和根塊中放的是索引的范圍;

Bitmap:
適合與決策支持系統; 
做UPDATE代價非常高; 
非常適合OR操作符的查詢; 

基數比較少的時候才能建位圖索引;

樹型結構:
索引頭 
開始ROWID,結束ROWID(先列出索引的最大范圍)

BITMAP
每一個BIT對應着一個ROWID,它的值是1還是0,如果是1,表示着BIT對應的ROWID有值

1. b-tree索引
Oracle數據庫中最常見的索引類型是b-tree索引,也就是B-樹索引,以其同名的計算科學結構命名。CREATE INDEX語句時,默認就是在創建b-tree索引。沒有特別規定可用於任何情況。

2. 位圖索引(bitmap index)
位圖索引特定於該列只有幾個枚舉值的情況,比如性別字段,標示字段比如只有0和1的情況。

3. 基於函數的索引
比如經常對某個字段做查詢的時候是帶函數操作的,那么此時建一個函數索引就有價值了。

4. 分區索引和全局索引
這2個是用於分區表的時候。前者是分區內索引,后者是全表索引

5. 反向索引(REVERSE)
這個索引不常見,但是特定情況特別有效,比如一個varchar(5)位字段(員工編號)含值(10001,10002,10033,10005,10016..) 
這種情況默認索引分布過於密集,不能利用好服務器的並行 
但是反向之后10001,20001,33001,50001,61001就有了一個很好的分布,能高效的利用好並行運算。

6.HASH索引
HASH索引可能是訪問數據庫中數據的最快方法,但它也有自身的缺點。集群鍵上不同值的數目必須在創建HASH集群之前就要知道。需要在創建HASH集群的時候指定這個值。使用HASH索引必須要使用HASH集群。

3、索引原理

若沒有索引,搜索某個記錄時(例如查找name='wish')需要搜索所有的記錄,因為不能保證只有一個wish,必須全部搜索一遍
若在name上建立索引,oracle會對全表進行一次搜索,將每條記錄的name值哪找升序排列,然后構建索引條目(name和rowid),存儲到索引段中,查詢name為wish時即可直接查找對應地方
創建了索引並不一定就會使用,oracle自動統計表的信息后,決定是否使用索引,表中數據很少時使用全表掃描速度已經很快,沒有必要使用索引

4、建立索引的原則

1.如果有兩個或者以上的索引,其中有一個唯一性索引,而其他是非唯一,這種情況下oracle將使用唯一性索引而完全忽略非唯一性索引
  2. 至少要包含組合索引的第一列(即如果索引建立在多個列上,只有它的第一個列被where子句引用時,優化器才會使用該索引)
  3. 小表不要簡歷索引
  4. 對於基數大的列適合建立B樹索引,對於基數小的列適合簡歷位圖索引
  5. 列中有很多空值,但經常查詢該列上非空記錄時應該建立索引
  6. 經常進行連接查詢的列應該創建索引
  7. 使用create index時要將最常查詢的列放在最前面
  8. LONG(可變長字符串數據,最長2G)和LONG RAW(可變長二進制數據,最長2G)列不能創建索引
  9.限制表中索引的數量(創建索引耗費時間,並且隨數據量的增大而增大;索引會占用物理空間;當對表中的數據進行增加、刪除和修改的時候,索引也要動態的維護,降低了數據的維護速度)

5、索引使用原則

經常檢索排序大表中40%或非排序表7%的行,建議建索引;
為了改善多表關聯,索引列用於聯結;
列中的值相對比較唯一;
取值范圍(大:B*樹索引,小:位圖索引);
Date型列一般適合基於函數的索引;
列中有許多空值,不適合建立索引

二、MySQL索引

1、索引類型

單列索引(普通索引,唯一索引,主鍵索引)、組合索引、全文索引、空間索引

單列索引:一個索引只包含單個列,但一個表中可以有多個單列索引。

普通索引:MySQL中基本索引類型,沒有什么限制,允許在定義索引的列中插入重復值和空值,純粹為了查詢數據更快一點。

唯一索引:索引列中的值必須是唯一的,但是允許為空值。

   主鍵索引:是一種特殊的唯一索引,不允許有空值。

  組合索引:在表中的多個字段組合上創建的索引,只有在查詢條件中使用了這些字段的左邊字段時,索引才會被使用,使用組合索引時遵循最左前綴集合。這個如果還不明白,等后面舉例講解時在細說 

  全文索引,只有在MyISAM引擎上才能使用,只能在CHAR,VARCHAR,TEXT類型字段上使用全文索引,介紹了要求,說說什么是全文索引,就是在一堆文字中,通過其中的某個關鍵字等,就能找到該字段所屬的記錄行,比如有"你是個大煞筆,二貨 ..." 通過大煞筆,可能就可以找到該條記錄。這里說的是可能,因為全文索引的使用涉及了很多細節,我們只需要知道這個大概意思,如果感興趣進一步深入使用它,那么看下面測試該索引時,會給出一個博文,供大家參考。

  空間索引:空間索引是對空間數據類型的字段建立的索引,MySQL中的空間數據類型有四種,GEOMETRY、POINT、LINESTRING、POLYGON。在創建空間索引時,使用SPATIAL關鍵字。要求,引擎為MyISAM,創建空間索引的列,必須將其聲明為NOT NULL。

2、索引原理

在MySQL中,存儲引擎用類似的方法使用索引,其先在索引中查找對應的值,然后根據匹配的索引記錄找到對應的數據行,最后將數據結果集返回給客戶端。

3、索引使用原則

最左前綴匹配原則
mysql會一直向右匹配直到遇到范圍查詢(>、<、between、like)就停止匹配。比如a = 1 and b = 2 and c > 3 and d = 4,如果建立(a,b,c,d)順序的索引,d是用不到索引的,如果建立(a,b,d,c)的索引則都可以用到,a,b,d的順序可以任意調整。

=和in可以亂序
比如a = 1 and b = 2 and c = 3 建立(a,b,c)索引可以任意順序,mysql的查詢優化器會幫你優化成索引可以識別的形式。

盡量選擇區分度高的列作為索引
區分度的公式是count(distinct col)/count(*),表示字段不重復的比例,比例越大我們掃描的記錄數越少,唯一鍵的區分度是1,而一些狀態、性別字段可能在大數據面前區分度就是0,那可能有人會問,這個比例有什么經驗值嗎?使用場景不同,這個值也很難確定,一般需要join的字段我們都要求是0.1以上,即平均1條掃描10條記錄。

索引列不能參與計算,保持列“干凈”
比如from_unixtime(create_time) = ’2014-05-29’就不能使用到索引,原因很簡單,b+樹中存的都是數據表中的字段值,但進行檢索時,需要把所有元素都應用函數才能比較,顯然成本太大。所以語句應該寫成create_time = unix_timestamp(’2014-05-29’);

盡量的擴展索引,不要新建索引
比如表中已經有a的索引,現在要加(a,b)的索引,那么只需要修改原來的索引即可。

4、高性能索引列

獨立的列

前綴索引和索引的選擇性

多列索引

選擇合適的索引列順序

聚簇索引

覆蓋索引

使用索引掃描來做排序

冗余和重復索引

未使用的索引


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