数据库系列：索引总结

一、索引定义

索引，使用索引可加快速访问数据库表中的特定信息。索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种存储结构。

在关系数据库中，索引是一种与表有关的数据库结构，它可以使对应于表的SQL语句执行得更快。当表中有大量记录时，若要对表进行查询：

第一种搜索信息方式是全表搜索，是将所有记录一一取出，和查询条件进行一一对比，然后返回满足条件的记录，这样做会消耗大量数据库系统时间，并造成大量磁盘I/O操作；

第二种就是在表中建立索引，然后在索引中找到符合查询条件的索引值，最后通过保存在索引中的ROWID（相当于页码）快速找到表中对应的记录。

索引是一个单独的、物理的数据库结构，它是某个表中一列或若干列值的集合 和 相应的指向存储在表的指定列中的数据值的指针，顺指针能找到包含该值的行。

索引是为了加速对表中数据行的检索而创建的一种分散的存储结构。索引是针对表而建立的，它是由数据页面以外的索引页面组成的，每个索引页面中的行都会含有逻辑指针，以便加速检索物理数据。

二、索引的作用

（1）快速取数据；

（2）保证数据记录的唯一性；

（3）实现表与表之间的参照完整性；

（4）在使用ORDER by、group by子句进行数据检索时，利用索引可以减少排序和分组的时间。

三、索引的优缺点

优点

1.大大加快数据的检索速度;

2.加速表和表之间的连接;

3.创建唯一性索引，保证数据库表中每一行数据的唯一性;

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。

四、索引类型

根据数据库的功能，可以在数据库设计器中创建四种索引：普通索引、唯一索引、主键索引和聚集索引。

普通索引

最基本的索引类型，没有唯一性之类的限制。普通索引可以通过以下几种方式创建：

创建索引，例如 CREATE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表)；

修改表， 例如 ALTER TABLE tablename ADD INDEX [索引的名字] (列的列表)；

ALTER INDEX <旧索引名>RENAME TO<新索引名>;

创建表的指定索引，例如CREATE TABLE tablename ( [...], INDEX [索引的名字] (列的列表) )；

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。

对某个列建立UNIQUE索引后，插入新纪录时，数据库管理系统会自动检查新纪录在该列上是否取了重复值，在CREATE TABLE 命令中的UNIQE约束将隐式创建UNIQUE索引。

创建唯一索引的几种方式：

创建索引，例如CREATE UNIQUE INDEX <索引的名字> ON tablename (列的列表)；

修改表， 例如ALTER TABLE tablename ADD UNIQUE [索引的名字] (列的列表);

创建表的指定索引，例如CREATE TABLE tablename ( [...], UNIQUE [索引的名字] (列的列表) )；

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。

提示尽管唯一索引有助于定位信息，但为获得最佳性能结果，建议改用主键索引。

聚集索引（聚簇索引）

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。聚集索引更适用于对很少对基表进行增删改操作的情况

五、关于索引的一些说明

索引的维护和使用：由DBMS自动完成维护和自动选择是否使用索引以及使用哪些索引。

创建索引SQL一般格式是：CREATE [UNIQUE] [CLUSTERED| NONCLUSTERED] INDEX <索引名> ON <表名> ( <列名>[ASC|DESC] [, <列名>[ASC|DESC]...] )

UNIQUE—------------建立唯一索引

CLUSTERED——------建立聚集索引ASC——索引升序排序。

NONCLUSTERED——建立非聚集索引 DESC——索引降序排序。

说明：与表一样，索引也需要有唯一的名字，且基于一个表来建立，可以根据表中的一列或者多列，当列的顺序都是升序默认可不比标出，当属性列有按照降序排列的，所有属性的升序降序都不要标明。

删除索引:DROP INDEX<索引名>删除索引时，DBMS不仅在物理删除相关的索引数据，也会从数据字典删除有关该索引的描述。

六、使用索引的一些建议

1.只有当经常查询索引列中的数据时，才需要在表上创建索引。

2.在较大表建立索引，表中的数据越多，索引的优越性越明显。

3.最好避免在单个表上有很多索引。

4.最好避免包含共享列的重叠索引。

5.确定索引的有效性:检查查询的 WHERE 和 JOIN 子句。在任一子句中包括的每一列都是索引可以选择的对象

6.检查某列中唯一数据值的数量，并将该数量与表中的行数进行比较。比较的结果就是该列的可选择性，这有助于确定该列是否适合建立索引，如果适合，确定索引的类型。

参考资料：1. 周屹 李艳娟．数据库原理及开发应用（第二版）：清华大学出版社，2013：90

2. 王珊 萨师煊．数据库系统概率（第5版）：高等教育出版社，2014：88-89