什么是覆盖索引？他们如何提高查询性能？

什么是覆盖索引？他们如何提高查询性能？

覆盖索引是数据库系统中的一种索引，其中包含满足查询所需的所有列。这意味着数据库引擎可以直接从索引中检索所有必要的数据，而无需访问实际表。这个概念有时称为仅索引扫描。

覆盖索引可以通过多种方式显着提高查询性能：

1. 减少的I/O操作：由于索引本身中所有必需的数据都可用，因此数据库无需执行其他I/O操作即可从表获取数据。 I/O的减少可以导致更快的查询执行时间，尤其是对于大型数据集。
2. CPU使用量减少：随着数据查找的较少，CPU花费的时间更少，从而改善了整体系统性能。
3. 更好的缓存利用率：索引中的数据更有可能适合内存或缓存，从而减少了从磁盘获取数据的需求，从而提高了查询效率。
4. 提高并发性：通过减少每个查询执行的时间，覆盖索引可以允许在数据库上进行更多的并发操作，从而改善吞吐量。

覆盖索引如何减少对其他数据查找的需求？

覆盖索引通过在索引结构本身中的查询中包括所有列来减少对其他数据查找的需求。执行查询后，数据库可以从索引中检索所有必要的数据，而无需从基础表中查找其他信息。

例如，考虑一个查询，从city等于“纽约”的users表中选择name和age 。如果在city上存在索引，其中还包括name和age ，则数据库可以从索引中提供整个查询。如果没有覆盖索引，数据库将首先使用city上的索引来查找相关行，然后向users表执行其他查找以检索name和age 。

通过消除这些额外的查找，涵盖索引将磁盘访问的数量最小化，这通常是查询处理中最耗时的操作。这导致查询执行速度更快并减少了资源使用量。

可以通过读写操作有效使用覆盖索引吗？

覆盖索引主要对阅读操作主要有益，因为它们通过允许仅索引扫描来加速查询性能。但是，尽管效果通常不太有利，但它们也会影响写操作。

对于阅读操作，涵盖索引可以提高性能，如前所述。他们可以通过最大程度地减少对其他数据查找的需求来大大减少执行查询所需的时间。

对于写操作，覆盖索引可以具有以下效果：

1. 开销增加：每次更新表中的数据时，索引也必须更新。这包括涵盖索引，与常规索引相比，该索引可能更大，因此维护的成本更高。
2. 潜在的性能命中：维护覆盖索引的额外开销可以减慢插入，更新和删除操作。对于涵盖多个列的索引尤其如此，因为对这些列中的任何一个都需要更新索引。

因此，尽管覆盖索引对重读的工作量非常有益，但应明智地使用它们在较重的环境中。需要仔细考虑改进的阅读绩效和潜在的写作操作放缓之间的权衡。

实施覆盖索引，哪些具体方案受益最大？

在以下特定情况下，覆盖索引特别有利：

1. 重读工作负载：具有许多读取操作和更少的写入操作的应用程序可以从涵盖索引中受益匪浅。这些包括报告系统，数据仓库和分布式数据库中的副本。
2. 经常执行的查询：如果某些查询经常执行并涉及同一表中的多个列，则覆盖索引可以通过消除需要其他表格查找的需求来大大提高性能。
3. 使用过滤和排序的查询：覆盖索引对于既有过滤数据（使用其中的条款）并需要分类或分组的查询特别有用。如果索引涵盖了所有这些操作，则查询执行速度可能会更快。
4. 具有缓慢查询的大桌子：对于由于磁盘I/O的高成本而导致查询缓慢的大桌子，覆盖索引可以减少磁盘访问的数量，从而导致大量的性能提高。
5. OLAP（在线分析处理）系统：OLAP系统通常在大型数据集上执行复杂的分析查询。覆盖索引可以通过减少表格上的数据查找需求来更有效地提供这些查询。

总而言之，在查询性能至关重要并且阅读操作主要的情况下，覆盖索引是最有益的。但是，他们的实施应与写作操作的潜在开销保持平衡。

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