Wie verbessert die Datenbankindizierung die Abfrageleistung und wann sollte sie eingesetzt werden?

Datenbankindex: Funktionsprinzip und Anwendungsszenarien

Datenbankindizierung ist eine Technologie, die Daten auf eine bestimmte Weise organisiert, um die Leistung von Datenbankabfragen zu verbessern. Wenn Datenbanken größer werden, wird die Indizierung immer wichtiger, da sie die Suche und den Abruf von Daten erheblich beschleunigt.

Bedeutung des Index

Wenn Daten auf der Festplatte gespeichert werden, werden sie in Datenblöcke unterteilt. Der Zugriff auf diese Datenblöcke erfordert ein vollständiges Lesen des gesamten Blocks, was ein zeitaufwändiger Prozess ist. Die Suche nach unsortierten Daten erfordert eine lineare Suche, die das Scannen großer Datenblöcke erfordert und ineffizient ist.

Was ist ein Datenbankindex?

Indizes ermöglichen eine schnellere Datensuche, indem sie Daten nach bestimmten Feldern sortieren. Wenn ein Index für ein Feld erstellt wird, wird eine zusätzliche Datenstruktur erstellt, die den Feldwert und den entsprechenden Datensatzzeiger enthält. Diese Indexstruktur ist so sortiert, dass binäre Suchen durchgeführt werden können, was die Leistung erheblich verbessert.

Wie Indizes funktionieren

Betrachten Sie die folgende Beispieldatenbanktabelle:

字段名	数据类型	大小
id	无符号INT	4 字节
firstName	Char(50)	50 字节
lastName	Char(50)	50 字节
emailAddress	Char(100)	100 字节

Angenommen, wir haben eine Tabelle mit 5.000.000 Datensätzen, die die MyISAM-Engine verwenden (Standardblockgröße ist 1.024 Byte). Die durchschnittliche Anzahl der Datenblockzugriffe, die für die Suche nach einem ID-Wert (sortiertes Schlüsselfeld) erforderlich sind, beträgt 20 und liegt damit deutlich unter den 500.000 Zugriffen, die für eine lineare Suche erforderlich sind.

Die Suche nach einem unsortierten Nichtschlüsselfeld wie „Vorname“ erfordert jedoch das Scannen der gesamten Tabelle (1.000.000 Blockzugriffe). Hier kommen Indizes ins Spiel.

Der Index von Vorname hat die folgende Struktur:

字段名	数据类型	大小
firstName	Char(50)	50 字节
(记录指针)	特殊	4 字节

Der Index ermöglicht eine binäre Suche, die durchschnittlich nur 20 Blockzugriffe erfordert, um den Wert „firstName“ abzurufen. Dies ist eine enorme Verbesserung gegenüber den 1.000.000 Zugriffen, die in einer nicht indizierten Tabelle erforderlich sind.

Wann werden Indizes verwendet?

Während die Indizierung die Abfrageleistung verbessern kann, bringt sie auch Mehraufwand mit sich (zusätzlicher Speicherplatz und Verarbeitungszeit). Indizes sollten sorgfältig auf der Grundlage der folgenden Faktoren ausgewählt werden:

• In der WHERE-Klausel verwendete Felder: Die Indizierung von Feldern, die häufig zum Filtern verwendet werden, kann die Abfrageleistung erheblich verbessern.
• Kardinalität: Felder mit hoher Kardinalität (mehr eindeutige Werte) eignen sich besser für die Indizierung, da sie die Anzahl der zurückgegebenen Datensätze reduzieren und so binäre Suchen effizienter machen.
• Nicht verwendete Felder in der Ausgabe: Das Vermeiden von Indizierungsfeldern, die nur für die Ausgabe verwendet werden, kann Speicherplatz sparen und die Verarbeitungszeit bei Einfüge- und Löschvorgängen verkürzen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWie verbessert die Datenbankindizierung die Abfrageleistung und wann sollte sie eingesetzt werden?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!