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浅谈数据库索引的原理

06-03 17:02 320浏览
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​ 索引的目的在于提高查询效率,与我们查阅图书所用的目录是一个道理:先定位到章,然后定位到该章下的一个小节,然后找到页数。相似的例子还有:查字典,查火车车次,飞机航班等,下面内容看不懂的同学也没关系,能明白这个目录的道理就行了。

那么你想,书的目录占不占页数,这个页是不是也要存到硬盘里面,也占用硬盘空间。你再想,你在没有数据的情况下先建索引或者说目录快,还是已经存在好多的数据了,然后再去建索引,哪个快,肯定是没有数据的时候快,因为如果已经有了很多数据了,你再去根据这些数据建索引,是不是要将数据全部遍历一遍,然后根据数据建立索引。倘若再想想,索引建立好之后再添加数据快,还是没有索引的时候添加数据快,索引是用来干什么的,是用来加速查询的,那对你写入数据会有什么影响,肯定是慢一些了,因为你但凡加入一些新的数据,都需要把索引或者说书的目录重新做一个,所以索引虽然会加快查询,但是会降低写入的效率。  

​ 1.在表中有大量数据的前提下,创建索引速度会很慢

​ 2.在索引创建完毕后,对表的查询性能会发幅度提升,但是写性能会降低

​ 本质都是:通过不断地缩小想要获取数据的范围来筛选出最终想要的结果,同时把随机的事件变成顺序的事件,也就是说,有了这种索引机制,我们可以总是用同一种查找方式来锁定数据。

​ 数据库也是一样,但显然要复杂的多,因为不仅面临着等值查询,还有范围查询(>、<、between、in)、模糊查询(like)、并集查询(or)等等。数据库应该选择怎么样的方式来应对所有的问题呢?我们回想字典的例子,能不能把数据分成段,然后分段查询呢?最简单的如果1000条数据,1到100分成第一段,101到200分成第二段,201到300分成第三段......这样查第250条数据,只要找第三段就可以了,一下子去除了90%的无效数据。但如果是1千万的记录呢,分成几段比较好?稍有算法基础的同学会想到搜索树,其平均复杂度是lgN,具有不错的查询性能。但这里我们忽略了一个关键的问题,复杂度模型是基于每次相同的操作成本来考虑的。而数据库实现比较复杂,一方面数据是保存在磁盘上的,另外一方面为了提高性能,每次又可以把部分数据读入内存来计算,因为我们知道访问磁盘的成本大概是访问内存的十万倍左右,所以简单的搜索树难以满足复杂的应用场景。

如果觉得本文讲的不够仔细的话可以到动力节点在线观看相关的视频课程学习,名师讲解,学习效率更高。

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代码小兵696
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