大家好，如果您还对数据库建立索引的作用不太了解，没有关系，今天就由本站为大家分享数据库建立索引的作用的知识，包括数据库索引是怎么实现的的问题都会给大家分析到，还望可以解决大家的问题，下面我们就开始吧！
数据库中的索引，原理是什么为什么查询使用索引就会快
相信很多程序员朋友对数据的索引并不陌生，最常见的索引是B+Tree索引，索引可以加快数据库的检索速度，但是会降低新增、修改、删除操作的速度，一些错误的写法会导致索引失效等等。
但是如果被问到，为什么用了索引之后，查询就会变快？B+Tree索引的原理是什么？这时候很多人可能就不知道了，今天我就以MySQL的InnoDB引擎为例，讲一讲B+Tree索引的原理。
索引的基础知识MySQL的基本存储结构是页，大概就是这个样子的：
在这里，我们需要了解以下几点（非常重要）：
当我们用MySQL的InnoDB引擎创建表，有且只能有一个主键；如果我们没有显示地指定之间，那么MySQL会自动生成一个隐含字段作为主键；
聚集索引：以主键创建的索引；聚集索引的叶子节点存储的是表中的数据；
非聚集索引：非主键创建的索引；非聚集索引在叶子节点存储的是主键和索引列；使用非聚集索引查询数据，会查询到叶子上的主键，再根据主键查到数据（这个过程叫做回表）。
页和页之间、页和数据之间的关系我们以聚集索引做讲解，页和页之间、以及页和数据之间的关系是这样的：
数据页和数据页之间，组成一个双向链表；
每个数据页中的记录，是一个单向链表；
每个数据页都根据内部的记录生成一个页目录（Pagedirectory），如果是主键的话，可以在页目录中使用二分法快速定位；
如果我们根据一个非主键、非索引列进行查询，那么需要遍历双向链表，找到所在的页；再遍历页内的单向链表；如果表内数据很大的话，这样的查询就会很慢。
B+Tree索引的原理先让我们看看B+Tree索引大概是什么样子（以聚集/主键索引为例）：
假如这时候我们要查询id=16的数据：
查询页-1，找到页-2存储的是小于30的数据；
查询页-2，找到页-5存储的是10~20的数据；
查询页-5，找到id=16的数据。
很显然，没有用索引的时候，需要遍历双向链表来定位对应的页，而有了索引，则可以通过一层层“目录”定位到对应的页上。
为什么B+Tree索引会降低新增、修改、删除的速度B+Tree是一颗平衡树，如果对这颗树新增、修改、删除的话，会破坏它的原有结构；
我们在做数据新增、修改、删除的时候，需要花额外的时间去维护索引；
正因为这些额外的开销，导致索引会降低新增、修改、删除的速度。
思考题，欢迎留言讨论现在你是否理解了B+Tree索引的原理？
最后再留一个思考题：为什么官方建议使用自增长主键作为索引？大家可以在留言中写下你的答案。
我将持续分享Java开发、架构设计、程序员职业发展等方面的见解，希望能得到你的关注；关注我后，可私信发送数字【1】，获取海量学习资料。数据库为何要建立索引的原因是什么
有助于你写出高效、高并发的查询；有助于你设计出高效、利用率高的索引；有助于避免你设计出纯粹增加IO负担但是没什么用的索引。
数据库中建立索引的目的是为了谁
在数据库物理设计阶段，为数据表创建索引的目的是：提高查询的检索能力、提高查询效率。索引是对数据表中一个或多个列的值进行排序的一种结构，建立索引可以极大地提高在数据库中获取所需信息的速度，同时还能提高服务器处理相关搜索请求的效率。
数据库创建索引有什么优点和缺点
创建索引可以大大提高系统的性能。
第一，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。
第二，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。
第三，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。
第四，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。
第五，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。
也许会有人要问：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。
第一，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。
第二，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，如果要建立聚簇索引，那么需要的空间就会更大。
第三，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。
数据库为什么要建索引
在满足语句需求的情况下，尽量少的访问资源是数据库设计的重要原则，这和执行的SQL有直接的关系，索引问题又是SQL问题中出现频率最高的，常见的索引问题包括：无索引（失效）、隐式转换。1.SQL执行流程看一个问题，在下面这个表T中，如果我要执行需要执行几次树的搜索操作，会扫描多少行？
这分别是ID字段索引树、k字段索引树。
这条SQL语句的执行流程：
1.在k索引树上找到k=3，获得ID=3002.回表到ID索引树查找ID=300的记录，对应R33.在k索引树找到下一个值k=5，ID=5004.再回到ID索引树找到对应ID=500的R4
5.在k索引树去下一个值k=6，不符合条件，循环结束
这个过程读取了k索引树的三条记录，回表了两次。因为查询结果所需要的数据只在主键索引上有，所以必须得回表。所以，我们该如何通过优化索引，来避免回表呢？2.常见索引优化2.1覆盖索引覆盖索引，换言之就是索引要覆盖我们的查询请求，无需回表。
如果执行的语句是，这样的话因为ID的值在k索引树上，就不需要回表了。
覆盖索引可以减少树的搜索次数，显著提升查询性能，是常用的性能优化手段。
但是，维护索引是有代价的，所以在建立冗余索引来支持覆盖索引时要权衡利弊。
2.2最左前缀原则
B+树的数据项是复合的数据结构，比如的时候，B+树是按照从左到右的顺序来建立搜索树的，当这样的数据来检索的时候，B+树会优先比较name来确定下一步的检索方向，如果name相同再依次比较sex和age，最后得到检索的数据。
可以清楚的看到，A1使用tl索引，A2进行了全表扫描，虽然A2的两个条件都在tl索引中出现，但是没有使用到name列，不符合最左前缀原则，无法使用索引。所以在建立联合索引的时候，如何安排索引内的字段排序是关键。评估标准是索引的复用能力，因为支持最左前缀，所以当建立（a，b）这个联合索引之后，就不需要给a单独建立索引。原则上，如果通过调整顺序，可以少维护一个索引，那么这个顺序往往就是需要优先考虑采用的。上面这个例子中，如果查询条件里只有b，就是没法利用（a，b）这个联合索引的，这时候就不得不维护另一个索引，也就是说要同时维护（a，b）、（b）两个索引。这样的话，就需要考虑空间占用了，比如，name和age的联合索引，name字段比age字段占用空间大，所以创建（name，age）联合索引和（age）索引占用空间是要小于（age，name）、(name）索引的。
2.3索引下推
以人员表的联合索引（name,age）为例。如果现在有一个需求：检索出表中“名字第一个字是张，而且年龄是26岁的所有男性”。那么，SQL语句是这么写的
通过最左前缀索引规则，会找到ID1，然后需要判断其他条件是否满足在MySQL5.6之前，只能从ID1开始一个个回表。到主键索引上找出数据行，再对比字段值。而MySQL5.6引入的索引下推优化(indexconditionpushdown)，可以在索引遍历过程中，对索引中包含的字段先做判断，直接过滤掉不满足条件的记录，减少回表次数。这样，减少了回表次数和之后再次过滤的工作量，明显提高检索速度。
2.4隐式类型转化
隐式类型转化主要原因是，表结构中指定的数据类型与传入的数据类型不同，导致索引无法使用。所以有两种方案：
修改表结构，修改字段数据类型。
修改应用，将应用中传入的字符类型改为与表结构相同类型。
3.为什么会选错索引3.1优化器选择索引是优化器的工作，其目的是找到一个最优的执行方案，用最小的代价去执行语句。在数据库中，扫描行数是影响执行代价的因素之一。扫描的行数越少，意味着访问磁盘数据的次数越少，消耗的CPU资源越少。当然，扫描行数并不是唯一的判断标准，优化器还会结合是否使用临时表、是否排序等因素进行综合判断。
3.2扫描行数
MySQL在真正开始执行语句之前，并不能精确的知道满足这个条件的记录有多少条，只能通过索引的区分度来判断。显然，一个索引上不同的值越多，索引的区分度就越好，而一个索引上不同值的个数我们称为“基数”，也就是说，这个基数越大，索引的区分度越好。
MySQL使用采样统计方法来估算基数：采样统计的时候，InnoDB默认会选择N个数据页，统计这些页面上的不同值，得到一个平均值，然后乘以这个索引的页面数，就得到了这个索引的基数。而数据表是会持续更新的，索引统计信息也不会固定不变。所以，当变更的数据行数超过1/M的时候，会自动触发重新做一次索引统计。
在MySQL中，有两种存储索引统计的方式，可以通过设置参数innodb_stats_persistent的值来选择：
on表示统计信息会持久化存储。默认N=20，M=10。
off表示统计信息只存储在内存中。默认N=8，M=16。
由于是采样统计，所以不管N是20还是8，这个基数都很容易不准确。所以，冤有头债有主，MySQL选错索引，还得归咎到没能准确地判断出扫描行数。
可以用来重新统计索引信息，进行修正。
3.3索引选择异常和处理1.采用forceindex强行选择一个索引。2.可以考虑修改语句，引导MySQL使用我们期望的索引。3.有些场景下，可以新建一个更合适的索引，来提供给优化器做选择，或删掉误用的索引。
关于数据库建立索引的作用和数据库索引是怎么实现的的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
