索引的优势在于快速查询和query数据量比较大的数据库表。
它是一种数据结构,常见的有B 树, B+树和 Hash。
优点 :
使用索引可以大大加快 数据的检索速度(大大减少检索的数据量), 这也是创建索引的最主要的原因。
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。
缺点 :
创建索引和维护索引需要耗费许多时间。当对表中的数据进行增删改的时候,如果数据有索引,那么索引也需要动态的修改,会降低 SQL 执行效率。
索引需要使用物理文件存储,也会耗费一定空间。
索引底层数据结构:
Hash表
对于hash表我们已经不陌生了,它是一个键值对的结构,通过hash算法找到value对于的index,但是hash存在hash冲突的问题,我们常用的解决办法是 链地址法。链地址法就是将哈希冲突数据存放在链表中。就比如 JDK1.8 之前 HashMap 就是通过链地址法来解决哈希冲突的。为了减少 Hash 冲突的发生,一个好的哈希函数应该“均匀地”将数据分布在整个可能的哈希值集合中。、
但是hash表作为索引最大的硬伤是没法进行范围和顺序查询。
假设你要查id<100的所有值 在树结构里面很好判断 因为它本质上就是一个节点的分支而已,但是hash表中代价就会很大。
B 树& B+树
B 树也称 B-树,全称为 多路平衡查找树 ,B+ 树是 B 树的一种变体。B 树和 B+树中的 B 是 Balanced (平衡)的意思。
目前大部分数据库系统及文件系统都采用 B-Tree 或其变种 B+Tree 作为索引结构。
B 树& B+树两者有何异同呢?
B 树的所有节点既存放键(key) 也存放 数据(data),而 B+树只有叶子节点存放 key 和 data,其他内节点只存放 key。
B 树的叶子节点都是独立的;B+树的叶子节点有一条引用链指向与它相邻的叶子节点。
B 树的检索的过程相当于对范围内的每个节点的关键字做二分查找,可能还没有到达叶子节点,检索就结束了。而 B+树的检索效率就很稳定了,任何查找都是从根节点到叶子节点的过程,叶子节点的顺序检索很明显。
聚集索引与非聚集索引
聚集索引即索引结构和数据一起存放的索引。主键索引属于聚集索引。
在 Mysql 中,InnoDB 引擎的表的 .ibd
文件就包含了该表的索引和数据,对于 InnoDB 引擎表来说,该表的索引(B+树)的每个非叶子节点存储索引,叶子节点存储索引和索引对应的数据。
聚集索引的优点
聚集索引的查询速度非常的快,因为整个 B+树本身就是一颗多叉平衡树,叶子节点也都是有序的,定位到索引的节点,就相当于定位到了数据。
聚集索引的缺点
- 依赖于有序的数据 :因为 B+树是多路平衡树,如果索引的数据不是有序的,那么就需要在插入时排序,如果数据是整型还好,否则类似于字符串或 UUID 这种又长又难比较的数据,插入或查找的速度肯定比较慢。
- 更新代价大 : 如果对索引列的数据被修改时,那么对应的索引也将会被修改, 而且况聚集索引的叶子节点还存放着数据,修改代价肯定是较大的, 所以对于主键索引来说,主键一般都是不可被修改的。
** 非聚集索引即索引结构和数据分开存放的索引。**
常见的二级索引:都属于非聚集索引
唯一索引(Unique Key) :唯一索引也是一种约束。唯一索引的属性列不能出现重复的数据,但是允许数据为 NULL,一张表允许创建多个唯一索引。 建立唯一索引的目的大部分时候都是为了该属性列的数据的唯一性,而不是为了查询效率。
普通索引(Index) :普通索引的唯一作用就是为了快速查询数据,一张表允许创建多个普通索引,并允许数据重复和 NULL。
前缀索引(Prefix) :前缀索引只适用于字符串类型的数据。前缀索引是对文本的前几个字符创建索引,相比普通索引建立的数据更小, 因为只取前几个字符。
全文索引(Full Text) :全文索引主要是为了检索大文本数据中的关键字的信息,是目前搜索引擎数据库使用的一种技术。Mysql5.6 之前只有 MYISAM 引擎支持全文索引,5.6 之后 InnoDB 也支持了全文索引。
和聚集索引不同的是 它的叶子节点值存放key,这意味着 你通过索引找到了key之后 你还需到原表里面再去找一遍。
优点是更新代价比聚集索引要小 。非聚集索引的更新代价就没有聚集索引那么大了,非聚集索引的叶子节点是不存放数据的
选择合适的字段创建索引:
-不为 NULL 的字段 :索引字段的数据应该尽量不为 NULL,因为对于数据为 NULL 的字段,数据库较难优化。如果字段频繁被查-询,但又避免不了为 NULL,建议使用 0,1,true,false 这样语义较为清晰的短值或短字符作为替代。
-被频繁查询的字段 :我们创建索引的字段应该是查询操作非常频繁的字段。
-被作为条件查询的字段 :被作为 WHERE 条件查询的字段,应该被考虑建立索引。
-频繁需要排序的字段 :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。
-被经常频繁用于连接的字段 :经常用于连接的字段可能是一些外键列,对于外键列并不一定要建立外键,只是说该列涉及到表与-表的关系。对于频繁被连接查询的字段,可以考虑建立索引,提高多表连接查询的效率。