数据库优化：探索 SQL 中的索引

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在一本书中搜索特定主题时，我们将首先访问索引页面（该页面位于该书的开头），并找到包含我们感兴趣的主题的页码。现在，想象一下在没有索引页的书中找到特定主题是多么不方便。为此，我们必须搜索书中的每一页，这非常耗时且令人沮丧。

当 SQL Server 从数据库中检索数据时，它也会出现类似的问题。为了克服这个问题，SQL Server还使用索引来加快数据检索过程，在本文中，我们将介绍该部分。我们将介绍为什么需要索引以及如何有效地创建和删除索引。本教程的先决条件是 SQL 命令的基本知识。

什么是索引？

索引是一个架构对象，它使用指针从行中检索数据，从而减少查找数据的 I/O（输入/输出）时间。索引可以应用于我们要搜索的一个或多个列。它们将列存储在称为 B 树的单独数据结构中。B-Tree的主要优点之一是它以排序顺序存储数据。

如果您想知道为什么如果对数据进行排序可以更快地检索数据，那么您必须阅读线性搜索与二分搜索。

索引是提高 SQL 查询性能的最著名的方法之一。它们体积小、速度快，并且针对关系表进行了显著优化。当我们想要搜索没有索引的行时，SQL 会线性执行全表扫描。换句话说，SQL必须扫描每一行才能找到匹配条件，这是非常耗时的。另一方面，如上所述，索引使数据保持排序。

但是我们也应该小心，索引会创建一个单独的数据结构，这需要额外的空间，当数据库很大时，这可能会成为问题。出于良好做法，索引仅对常用列有效，可以避免对很少使用的列使用。以下是索引编制可能有用的一些情况，

1. 行数必须为 （>10000）。
2. 必需列包含大量值。
3. 必需的列不得包含大量 NULL 值。
4. 如果我们经常根据特定列对数据进行排序或分组，这将很有帮助。索引快速检索排序后的数据，而不是执行完全扫描。

在以下情况下可以避免索引，

1. 桌子很小。
2. 或者当列的值很少使用时。
3. 或者当列的值频繁更改时。

当优化程序检测到全表扫描花费的时间少于索引表时，也可能不使用索引，即使它存在也是如此。当表较小或列频繁更新时，可能会发生这种情况。

创建示例数据库

在开始之前，您必须在PC上设置MySQL工作台才能轻松遵循本教程。您可以参考此YouTube视频来设置工作台。

设置工作台后，我们将创建一些随机数据，从中可以执行查询。

创建表：

-- Create a table to hold the random data

CREATE TABLE employee_info (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
                                               name VARCHAR(100),
                                                    age INT, email VARCHAR(100));

插入数据：

-- Insert random data into the table

INSERT INTO employee_info (name, age, email)
SELECT CONCAT('User', LPAD(ROW_NUMBER() OVER (), 5, '0')),
       FLOOR(RAND() * 50) + 20,
       CONCAT('user', LPAD(ROW_NUMBER() OVER (), 5, '0'), '@xyz.com')
FROM information_schema.tables
LIMIT 100;

它将创建一个名为具有名称、年龄和电子邮件等属性的表。employee_info

显示数据：

SELECT *
FROM employee_info;

输出：

创建和删除索引

为了创建索引，我们可以像这样使用 CREATE 命令，

语法：

CREATE INDEX index_name ON TABLE_NAME (COLUMN_NAME);

在上面的查询中，是索引的名称，是表的名称，是我们要应用索引的列的名称。index_nametable_namecolumn_name

前任-

CREATE INDEX age_index ON employee_info (age);

我们还可以为同一表中的多列创建索引，

CREATE INDEX index_name ON TABLE_NAME (col1,
                                       col2,
                                       col3, ....);

唯一索引： 我们还可以为特定列创建一个唯一索引，该索引不允许在该列中存储重复值。这样可以保持数据的完整性，并进一步提高性能。

CREATE UNIQUE INDEX index_name ON TABLE_NAME (COLUMN_NAME);

注意： 可以为PRIMARY_KEY和 UNIQUE 列自动创建索引。我们不必手动创建它们。

删除索引：

我们可以使用 DROP 命令从表中删除特定索引。

DROP INDEX index_name ON TABLE_NAME;

我们需要指定索引和表名来删除索引。

显示索引：

您还可以查看表中存在的所有索引。

语法：

SHOW INDEX
FROM TABLE_NAME;

前任-

SHOW INDEX
FROM employee_info;

输出：

更新索引

以下命令在现有表中创建新索引。

语法：

ALTER TABLE TABLE_NAME ADD INDEX index_name (col1, col2, col3, ...);

注意： ALTER 不是 ANSI SQL 的标准命令。因此，它可能因其他数据库而异。

例如

ALTER TABLE employee_info ADD INDEX name_index (name);

SHOW INDEX
FROM employee_info;

输出：

在上面的示例中，我们在现有表中创建了一个新索引。但是我们不能修改现有的索引。为此，我们必须首先删除旧索引，然后创建一个新的修改索引。

例如

DROP INDEX name_index ON employee_info;


CREATE INDEX name_index ON employee_info (name, email);

SHOW INDEX
FROM employee_info ;

输出：

总结

在本文中，我们介绍了对 SQL 索引的基本了解。还建议保持索引范围较窄，即限制为几列，因为更多的索引可能会对性能产生负面影响。索引加快了 SELECT 查询和 WHERE 子句的速度，但减慢了插入和更新语句的速度。因此，仅对常用列应用索引是一种很好的做法。

在那之前，继续阅读并继续学习。

原文链接：数据库优化：探索 SQL 中的索引 (mvrlink.com)