一篇带你了解数据库索引的类型

数据库索引通常由一组索引键(或索引字段)构成,这些键的值被存储在一个数据结构中,以便快速查找特定的行 。

一篇带你了解数据库索引的类型

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数据库索引是一种用于加快数据库查询速度的数据结构,它类似于书籍的目录,可以帮助快速定位到表中某个或某些特定的行 。数据库索引通常由一组索引键(或索引字段)构成,这些键的值被存储在一个数据结构中,以便快速查找特定的行 。
索引的类型(实现方式)数据库索引有多种分类方法,从索引的实现方式常见的有:
  • B+树索引
  • 哈希索引
  • 空间索引(例如 R-树)
  • 全文索引
  • Bitmap索引
每种索引类型适用于不同的数据类型和查询类型,应根据具体需求选择合适的索引类型 。
B+树索引B+树是一种平衡树,每个节点包含一定数量的关键字和指向子节点的指针,以支持快速的查询和排序 。B+树索引适用于各种数据类型,并且支持范围查询和排序,因此在许多数据库系统中广泛使用 。
B+树索引示意图 
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注: 图片来源自Wikipedia(https://zh.wikipedia.org/wiki/File:Bplustree.png)
当数据库执行查询时,它首先在B-树索引中搜索包含查询所需关键字的节点,然后通过指针找到包含该关键字的数据记录 。如果查询是范围查询,则B-树索引还可以通过查询包含范围内关键字的节点,并返回所有符合条件的数据记录 。
B+树索引的优点
  • 支持快速的查询和排序,提高数据库的性能 。
  • 支持各种数据类型,可以索引数值型,字符串型和日期/时间型数据 。
  • 可以处理大量的数据,因为它是一种平衡树 。
B+树索引的缺点
  • 在插入或删除数据时,B+树可能需要重新平衡,以维护平衡树的性质,因此插入或删除操作可能会变慢 。
  • 在更新数据时,需要删除原来的数据记录并创建新的数据记录,因此可能会消耗大量的时间和空间 。
Hash索引Hash索引是一种基于哈希表的索引,它使用哈希函数将数据映射到哈希表中的桶(bucket) 。
Hash索引示意图 
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注: 图片来源自Wikipedia(https://en.wikipedia.org/wiki/Hash_table)
当数据库执行查询时,它使用哈希函数计算查询所需关键字的哈希值,然后在哈希表中查找具有相同哈希值的数据记录 。如果发现多个数据记录具有相同的哈希值,则必须使用比较运算符来确定实际的数据记录 。
Hash索引的优点
  • 在查询数据时非常快,因为可以直接访问桶 。
  • 对于等值查询特别有效,因为可以直接定位需要的数据 。
  • 无需进行排序,因此无需消耗额外的时间和空间 。
Hash索引的缺点
  • 不支持范围查询和排序 。
  • 哈希冲突可能导致查询变慢,因为必须使用比较运算符进一步检查数据记录是否匹配 。
  • 不适用于所有数据类型,仅适用于数值型数据 。
  • 插入,更新和删除操作可能需要重新散列,以维护哈希表的性质 。
空间索引空间索引是一种专门用于处理空间数据的索引,通常用于地理信息系统(GIS)和空间数据库中 。它是用于快速查询空间数据的位置和几何关系的索引 。
R-Tree示意图 
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注: 图片来源自Wikipedia
空间索引通常使用网格结构,如格网、网格图或四叉树,将空间数据划分为许多小的网格单元 。每个网格单元存储其中的一个或多个数据点,并使用空间算法快速查询其他网格单元,以确定数据点的几何关系 。
空间索引的优点