数据库索引：优化数据查询的必要工具 (数据库索引的应用)
数据库索引是一种重要的数据结构，用于优化数据查询操作，加快数据库检索速度。索引在数据库系统的设计中起着至关重要的作用，它使得我们能够更快地检索数据，提高数据操作的效率。在本篇文章中，我们将细致讨论数据库索引的定义、类型、设计原则、优化方法等，希望对读者理解和运用数据库索引提供帮助。
一、索引的定义
索引是一种数据结构，它可以加速在数据库表中查找特定的行或列。通常，非常庞大的表中查询特定数据很困难，但通过使用索引，可以大幅度地提高查询速度。索引是数据库中一组数据结构，利用它们可以方便地获取所需数据。其中，最常用的索引是B-树索引，其它常用的索引包括哈希索引、全文索引、位图索引等。
二、索引的类型
1. B-树索引：大部分数据库都使用B-树结构。B-树是平衡搜索树，可以快速地定位所需数据。每个节点中包含若干个分支，包括指向下一层子节点的指针和关键字（也可以是一个数据块）。B-树建立索引时，将树枝节点和叶子节点存储在同一级别上。
2. 哈希索引：哈希索引根据数据的哈希值进行检索。哈希索引的优点是查找速度非常快，但它只能用于等值比较查询。
3. 全文索引：全文索引用于文本字段的搜索。它可以处理包含单词或短语的文本查询，并提供相关性排序等特性。
4. 位图索引：位图索引是一种在大型数据集上优化的不平衡搜索树。它直接将每种搜索值映射到一个位图索引中的位。当需要查找某些值时，可以将对应的位图合并并执行逻辑运算，实现快速查询。
三、索引的设计原则
1. 选择合适的列：对于表中的大部分列，都应该建立索引，但需要特别选择列。列的选择应该有助于提高数据库的性能。
2. 手动创建索引：数据库系统可以自动创建索引，但我们通常建议手动创建，以便更好控制数据。
3. 限制索引的数量：虽然索引有很多好处，但是每个索引都会在表中占用一些空间。建议限制索引的数量，以便避免过度索引，减少资源消耗。
4. 给大量数据添加索引：大型数据库中的数据量是庞大的，因此需要使用大量的索引来加速查找。
五、索引的优化方法
优化索引主要是针对查询语句进行分析，在查询时应该利用好索引，避免一些不必要的操作。以下是一些优化索引的方法：
1. 利用覆盖索引：覆盖索引是指查询语句只使用了索引字段，而没有去访问数据表。如果查询条件中包含的是表中已有的字段，那么可以避免数据库扫描数据表，直接使用索引进行查询。
2. 去除重复查询：使用缓存技术避免反复查询相同的数据。缓存可以减少数据库的负担，以提高查询效率。
3. 避免使用非索引列：在查询中没有使用索引列而使用了其它列，会让查询变慢。因此，在编写查询语句时更好避免使用非索引列，以便加快查询速度。
4. 维护索引：索引也需要维护。当数据表发生修改时需要及时更新索引内容，否则会降低查询效率。
综合来说，数据库索引是一种优化查询的必要工具。在进行数据库设计时，需要根据数据集的大小、作用和其它因素来选择合适的索引类型，并按照要求进行设计和维护。优化索引可以大幅度加快查询速度，减少数据库的负担，是数据库设计中最为关键的一环。
相关问题拓展阅读：
数据库基础：讲解MySQL索引的概念及数据库索引的应用[2]
五 索引分类
直接创建索引和间接创建索引
直接创建索引 CREATE INDEX mycolumn_index ON mytable (myclumn)
间接创建索引 定义主键约束或者唯一性键约束 可以间接创建索引
普通索引和唯一性索引
普通索引 CREATE INDEX mycolumn_index ON mytable (myclumn)
唯一性索引 保证在索引列中的全部数据是唯一的 对聚簇索引和非聚簇索引都可以使用
CREATE UNIQUE COUSTERED INDEX myclumn_cindex ON mytable(mycolumn)
单个索引和复合索引
单个索引 即非复合索引
复合索引 又叫组合索引 在索引建立语句中同时包含多个字段名 最多 个字段
CREATE INDEX name_index ON username(firstname lastname)
聚簇索引和非聚簇索引(聚集索引 群集索引)
聚簇索引 物理索引 与基表的物理顺序相同 数据值的顺序总是按照顺序排列
CREATE CLUSTERED INDEX mycolumn_cindex ON mytable(mycolumn) WITH
ALLOW_DUP_ROW(允许有重复记录的聚簇索引)
非聚簇索引 CREATE UNCLUSTERED INDEX mycolumn_cindex ON mytable(mycolumn)
六 索引的使用
当字段数据更新频率较低 查询使用频率较高并且存在大量重复值是建议使用聚簇索引
经常同时存取多列 且每列都含有重复值可考虑建立组合索引
复合索引的前导列一定好控制好 否则无法起到索引的效果 如果查询时前导列不在查询条件中则该复合索引不会被使用 前导列一定是使用最频繁的列
多表操作在被实际执行前 查询优化器会根据连接条件 列出几组可能的连接方案并从中找出系统开销最小的更佳方案 连接条件要充份考虑带有索引的表 行数多的表;内外表的选择可由公式 外层表中的匹配行数*内层表中每一次查找的次数确定 乘积最小为更佳方案
where子句中对列的任何操作结果都是在sql运行时逐列计算得到的 因此它不得不进行表搜索 而没有使用该列上面的索引;如果这些结果在查询编译时就能得到 那么就可以被sql优化器优化 使用索引 避免表搜索(例 select * from record where substring(card_no )=
&& select * from record where card_no like % )任何对列的操作都将导致表扫描 它包括数据库函数 计算表达式等等 查询时要尽可能将操作移至等号右边
where条件中的 in 在逻辑上相当于 or 所以语法分析器会将in ( ′ ′)转化为column= ′ or column= ′来执行 我们期望它会根据每个or子句分别查找 再将结果相加 这样可以利用column上的索引;但实际上它却采用了 or策略 即先取出满足每个or子句的行 存入临时数据库的工作表中 再建立唯一索引以去掉重复行 最后从这个临时表中计算结果 因此 实际过程没有利用column上索引 并且完成时间还要受tempdb数据库性能的影响 in or子句常会使用工作表 使索引失效;如果不产生大量重复值 可以考虑把子句拆开;拆开的子句中应该包含索引
要善于使用存储过程 它使sql变得更加灵活和高效
lishixinzhi/Article/program/MySQL/202311/29603
计算机数据库中的索引有什么用
主要作用就是提高检索速度
数据库表中的时间字段是否可以建立索引？
可以建立索引的；至于建立聚集索引或者是非聚集索引，那要看你这个时间字段的具体情况以及使用或变更频繁程度。
一般来说，适合建立聚集索引的要求：“既不能绝大多数都相同，又不能只有极少数相同”的规则。
先说说一个误区：有人认为：只要建立索引就能显著提高查询速度。这个想法是很错误的。建立非聚集索引，确实，一般情况下可以提高速度，但是一般并不会达到你想要的速度。只有在适当的列建立适当的（聚集）索引，才能达到满意的效果。
下面的表总结了何时使用聚集索引或非聚集索引（很重要）。
动作描述 使用聚集索引 使用非聚集索引
列经常被分组排序 应 应
返回某范围内的数据 应 不应
一个或极少不同值 不应 不应
小数目的不同值 应 不应
大数目的不同值 不应 应
频繁更新的列 不应 应
外键列 应 应
主键列 应 应
频繁修改索引列 不应
别的就要看你的理解了。
如何正确使用数据库索引
问题补充：能不能具体点，新建一个索引就可以了吗
基本上可以这么说，不过你也可以修改索引。
记住：
索引其实关键目的是为了加快检索速度而建立的，所以，怎么用索引是数据库系统本身的事情，作为数据库设计或使用者，设计并创建好索引然后体验加上索引后的查询变快的感觉就行了。所以，索引怎么用就变为了“怎么创建合适的索引”
以下回答是否符合你的要求？你还有什么问题？
之一次回答：
一、索引是什么
索引是与表或视图关联的磁盘上结构，可以加快从表或视图中检索行的速度。索引包含由表或视图中的一列或多列生成的键。这些键存储在一个结构（B 树）中，使 SQL Server 可以快速有效地查找与键值关联的行。
表或视图可以包含以下类型的索引：
* 聚集
o 聚集索引根据数据行的键值在表或视图中排序和存储这些数据行。索引定义中包含聚集索引列。每个表只能有一个聚集索引，因为数据行本身只能按一个顺序排序。
o 只有当表包含聚集索引时，表中简销的数据行才按排序顺序存储。如果表具有聚集索引，则该表称为聚集表。如果表没有聚集索引，则其数据行存储在一个称为堆的无序结构中。
* 非聚集
o 非聚集索引具有独立于数据行的结构。非聚集索引包含非聚集索引键值，并且每个键值项都有指向包含该键值的数据行的指针。
o 从非聚集索引中的索引行指向数据行的指针称为行定位器。行定位器的结构取决于数据页是存储在堆中还是聚集表中。对于堆，行定位器是指向行的指针。对于聚集表，行定位器是聚集索引键。
o 您可以向非聚集索引的叶级添加非键列以跳过现有的索引键限制（900 字节和 16 键列），并执行完整范围内的索引查询。
聚集索引和非聚集索引都可以是唯一的。这意味着任何两行都不能有相同的索引键值。另外，索引也可以不是唯一的，即多行可以共享同一键值。
每当修改了表数据后，都会自动维护表或视图的索引。
索引和约束
对表列定义了 PRIMARY KEY 约束和 UNIQUE 约束时，会自动创建索引。例如，如果创建了表并将一个特定列标识为主键，则 数据库引擎自动对该列创建 PRIMARY KEY 约束和索引。有关详细信息，请参阅创建索引（数据库引擎）。
二、索引有什么用
与书中的索引一样，数据库中的索引使您可以快速找到表或索引视图中的特定信息。索引包含从表或视图中一个或多个列生成的键，以及映射到指定数据的存储位置的指针。通过创建设计良好的索引以支持查询，可以显著提高数据库查询和应用程序的性能。索引可以减少为返回查询结果集而必须读取的数据量。索引还可以强制表中的行具有唯一性，从而确保表数据的数据完整性。
设计良好的索引可以减少磁盘 I/O 操作，并且消耗的系统资源也较少，从而可以提高查询性能。对于包含 SELECT、UPDATE、DELETE 或 MERGE 语句的各种查询，索引会很有用。例如，在 AdventureWorks 数据库中执行的查询 SELECT Title, HireDate FROM HumanResources.Employee WHERE EmployeeID = 250。执行此查询时，查询优化器评估可用于检索数据的每个方法，然后选择最有效的方法。可能采用的方法包括扫描表和扫描一个或多个索引（如果有）。
扫描表时，查询优化器读取表中的所有行，并提取满足查询条件的行。扫描表会有许多磁盘 I/O 操作，并占用大量资源。但是，如果查询的结果集是占表中较高百分比的行，扫描拦绝游表会是最为有效的方法。
查询优化器使用索引时，搜索索引键列，查找到查询所需行的存储位置，然后从该位置提取匹配行。通常，搜索索引比搜索表要快很多，因为索引与表不同，一般每行包含的列非常少，且行遵循排序顺序。
查询优化器在执行查询时通常会选择最有效的方法。但如果没有索引，则查询优化器必须扫描表。您的任务是设计并创建最适合您的环境的索引，以便查询优化器可以从多个有效的索引中选择。SQL Server 提供的数据库引擎优化顾问可以帮助分析数据库环境并选择适当的索引。
三、索引怎么用
索引其实关键目的是为了加快检索速度而建立的，所宏槐以，怎么用索引是数据库系统本身的事情，作为数据库设计或使用者，设计并创建好索引然后体验加上索引后的查询变快的感觉就行了。所以，索引怎么用就变为了“怎么创建合适的索引”，以下说明这个问题：
索引设计不佳和缺少索引是提高数据库和应用程序性能的主要障碍。设计高效的索引对于获得良好的数据库和应用程序性能极为重要。为数据库及其工作负荷选择正确的索引是一项需要在查询速度与更新所需开销之间取得平衡的复杂任务。如果索引较窄，或者说索引关键字中只有很少的几列，则需要的磁盘空间和维护开销都较少。而另一方面，宽索引可覆盖更多的查询。您可能需要试验若干不同的设计，才能找到最有效的索引。可以添加、修改和删除索引而不影响数据库架构或应用程序设计。因此，应试验多个不同的索引而无需犹豫。
SQL Server 中的查询优化器可在大多数情况下可靠地选择更高效的索引。总体索引设计策略应为查询优化器提供可供选择的多个索引，并依赖查询优化器做出正确的决定。这在多种情况下可减少分析时间并获得良好的性能。若要查看查询优化器对特定查询使用的索引，请在 SQL Server Management Studio 中的“查询”菜单上选择“包括实际的执行计划”。
不要总是将索引的使用等同于良好的性能，或者将良好的性能等同于索引的高效使用。如果只要使用索引就能获得更佳性能，那查询优化器的工作就简单了。但事实上，不正确的索引选择并不能获得更佳性能。因此，查询优化器的任务是只在索引或索引组合能提高性能时才选择它，而在索引检索有碍性能时则避免使用它。
建议的索引设计策略包括以下任务：
1. 了解数据库本身的特征。例如，它是频繁修改数据的联机事务处理 (OLTP) 数据库，还是主要包含只读数据的决策支持系统 (DSS) 或数据仓库 (OLAP) 数据库？
2. 了解最常用的查询的特征。例如，了解到最常用的查询联接两个或多个表将有助于决定要使用的更佳索引类型。
3. 了解查询中使用的列的特征。例如，某个索引对于含有整数数据类型同时还是唯一的或非空的列是理想索引。筛选索引适用于具有定义完善的数据子集的列。
4. 确定哪些索引选项可在创建或维护索引时提高性能。例如，对现有某个大型表创建聚集索引将会受益于 ONLINE 索引选项。ONLINE 选项允许在创建索引或重新生成索引时继续对基础数据执行并发活动。
5. 确定索引的更佳存储位置。非聚集索引可以与基础表存储在同一个文件组中，也可以存储在不同的文件组中。索引的存储位置可通过提高磁盘 I/O 性能来提高查询性能。例如，将非聚集索引存储在表文件组所在磁盘以外的某个磁盘上的一个文件组中可以提高性能，因为可以同时读取多个磁盘。
或者，聚集索引和非聚集索引也可以使用跨越多个文件组的分区方案。在维护整个的完整性时，使用分区可以快速而有效地访问或管理数据子集，从而使大型表或索引更易于管理。有关详细信息，请参阅已分区表和已分区索引。在考虑分区时，应确定是否应对齐索引，即，是按实质上与表相同的方式进行分区，还是单独分区。
# 设计索引。
索引设计是一项关键任务。索引设计包括确定要使用的列，选择索引类型（例如聚集或非聚集），选择适当的索引选项，以及确定文件组或分区方案布置。
# 确定更佳的创建方法。按照以下方法创建索引：
* 使用 CREATE TABLE 或 ALTER TABLE 对列定义 PRIMARY KEY 或 UNIQUE 约束
SQL Server 数据库引擎自动创建唯一索引来强制 PRIMARY KEY 或 UNIQUE 约束的唯一性要求。默认情况下，创建的唯一聚集索引可以强制 PRIMARY KEY 约束，除非表中已存在聚集索引或指定了唯一的非聚集索引。默认情况下，创建的唯一非聚集索引可以强制 UNIQUE 约束，除非已明确指定唯一的聚集索引且表中不存在聚集索引。
还可以指定索引选项和索引位置、文件组或分区方案。
创建为 PRIMARY KEY 或 UNIQUE 约束的一部分的索引将自动给定与约束名称相同的名称。
* 使用 CREATE INDEX 语句或 SQL Server Management Studio 对象资源管理器中的“新建索引”对话框创建独立于约束的索引
必须指定索引的名称、表以及应用该索引的列。还可以指定索引选项和索引位置、文件组或分区方案。默认情况下，如果未指定聚集或唯一选项，将创建非聚集的非唯一索引。若要创建筛选索引，请使用可选的 WHERE 子句。
# 创建索引。
要考虑的一个重要因素是对空表还是对包含数据的表创建索引。对空表创建索引在创建索引时不会对性能产生任何影响，而向表中添加数据时，会对性能产生影响。
对大型表创建索引时应仔细计划，这样才不会影响数据库性能。对大型表创建索引的首选方法是先创建聚集索引，然后创建任何非聚集索引。在对现有表创建索引时，请考虑将 ONLINE 选项设置为 ON。该选项设置为 ON 时，将不持有长期表锁以继续对基础表的查询或更新。
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