什麼是覆蓋索引？他們如何提高查詢性能？

什麼是覆蓋索引？他們如何提高查詢性能？

覆蓋索引是數據庫系統中的一種索引，其中包含滿足查詢所需的所有列。這意味著數據庫引擎可以直接從索引中檢索所有必要的數據，而無需訪問實際表。這個概念有時稱為僅索引掃描。

覆蓋索引可以通過多種方式顯著提高查詢性能：

1. 減少的I/O操作：由於索引本身中所有必需的數據都可用，因此數據庫無需執行其他I/O操作即可從表獲取數據。 I/O的減少可以導致更快的查詢執行時間，尤其是對於大型數據集。
2. CPU使用量減少：隨著數據查找的較少，CPU花費的時間更少，從而改善了整體系統性能。
3. 更好的緩存利用率：索引中的數據更有可能適合內存或緩存，從而減少了從磁盤獲取數據的需求，從而提高了查詢效率。
4. 提高並發性：通過減少每個查詢執行的時間，覆蓋索引可以允許在數據庫上進行更多的並發操作，從而改善吞吐量。

覆蓋索引如何減少對其他數據查找的需求？

覆蓋索引通過在索引結構本身中的查詢中包括所有列來減少對其他數據查找的需求。執行查詢後，數據庫可以從索引中檢索所有必要的數據，而無需從基礎表中查找其他信息。

例如，考慮一個查詢，從city等於“紐約”的users表中選擇name和age 。如果在city上存在索引，其中還包括name和age ，則數據庫可以從索引中提供整個查詢。如果沒有覆蓋索引，數據庫將首先使用city上的索引來查找相關行，然後向users表執行其他查找以檢索name和age 。

通過消除這些額外的查找，涵蓋索引將磁盤訪問的數量最小化，這通常是查詢處理中最耗時的操作。這導致查詢執行速度更快並減少了資源使用量。

可以通過讀寫操作有效使用覆蓋索引嗎？

覆蓋索引主要對閱讀操作主要有益，因為它們通過允許僅索引掃描來加速查詢性能。但是，儘管效果通常不太有利，但它們也會影響寫操作。

對於閱讀操作，涵蓋索引可以提高性能，如前所述。他們可以通過最大程度地減少對其他數據查找的需求來大大減少執行查詢所需的時間。

對於寫操作，覆蓋索引可以具有以下效果：

1. 開銷增加：每次更新表中的數據時，索引也必須更新。這包括涵蓋索引，與常規索引相比，該索引可能更大，因此維護的成本更高。
2. 潛在的性能命中：維護覆蓋索引的額外開銷可以減慢插入，更新和刪除操作。對於涵蓋多個列的索引尤其如此，因為對這些列中的任何一個都需要更新索引。

因此，儘管覆蓋索引對重讀的工作量非常有益，但應明智地使用它們在較重的環境中。需要仔細考慮改進的閱讀績效和潛在的寫作操作放緩之間的權衡。

實施覆蓋索引，哪些具體方案受益最大？

在以下特定情況下，覆蓋索引特別有利：

1. 重讀工作負載：具有許多讀取操作和更少的寫入操作的應用程序可以從涵蓋索引中受益匪淺。這些包括報告系統，數據倉庫和分佈式數據庫中的副本。
2. 經常執行的查詢：如果某些查詢經常執行並涉及同一表中的多個列，則覆蓋索引可以通過消除需要其他表格查找的需求來大大提高性能。
3. 使用過濾和排序的查詢：覆蓋索引對於既有過濾數據（使用其中的條款）並需要分類或分組的查詢特別有用。如果索引涵蓋了所有這些操作，則查詢執行速度可能會更快。
4. 具有緩慢查詢的大桌子：對於由於磁盤I/O的高成本而導致查詢緩慢的大桌子，覆蓋索引可以減少磁盤訪問的數量，從而導致大量的性能提高。
5. OLAP（在線分析處理）系統：OLAP系統通常在大型數據集上執行複雜的分析查詢。覆蓋索引可以通過減少表格上的數據查找需求來更有效地提供這些查詢。

總而言之，在查詢性能至關重要並且閱讀操作主要的情況下，覆蓋索引是最有益的。但是，他們的實施應與寫作操作的潛在開銷保持平衡。

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