数据库中的索引,原理是什么为什么查询使用索引就会快

匿名- 2023-08-20 14:40:18

数据库索引的技术原理

大家好,今天来为大家解答数据库中的索引,原理是什么为什么查询使用索引就会快这个问题的一些问题点,包括mysql为什么不建议链表也一样很多人还不知道,因此呢,今天就来为大家分析分析,现在让我们一起来看看吧!如果解决了您的问题,还望您关注下本站哦,谢谢~

本文目录

  1. 编程学的是什么
  2. mysql数据以什么格式储存数据
  3. redis什么类型数据库
  4. 数据库中的索引,原理是什么为什么查询使用索引就会快

编程学的是什么

编程学习是指学习计算机编程语言、编写计算机程序以及计算机知识的课程。学习编程包括:学习计算机基础知识,如硬件和操作系统;学习编程语言,如C、C++、Java、Python等;学习程序设计,如流程图、算法等;学习数据结构与算法,如树结构、链表等;学习数据库管理,如Oracle、MySQL等;学习软件工程,如系统分析、软件质量等。

mysql数据以什么格式储存数据

mysql以行为单位来存储一个表的数据。除了blob等特殊情况,一行的所有字段,就是依照表定义中列的顺序,依次存放为一行的。行的头部还有一些元数据信息,以及一个null位图。元数据信息在innodb中包含事务id,roll-ptr,row-id(如果表没有主键的话)等。null位图就是指出该行哪些字段是NULL值。NULL字段就不需要在行中再占用任何空间了。对于blob等超大字段,会在行中存放一个指针(页号,偏移),指向存放blob的页的链表,并且这些页也位于innodb数据文件中的。

另外innodb的页内格式也比较繁琐,占用了不少额外空间。数据库存储引擎的数据组织这个话题太大了,我的回答只能到这里了。

redis什么类型数据库

1.什么是Redis

一款内存高速缓存数据库(全称远程数据服务);

使用C语言编写

Redis是一个key-value存储系统,它支持丰富的数据类型,如:string、list、set、zset(sortedset)、hash等

2.Redis特点

Redis以内存作为数据存储介质,所以读写数据的效率极高,远远超过数据库。以设置和获取一个256字节字符串为例,它的读取速度可高达110000次/s,写速度高达81000次/s。

储存在Redis中的数据是持久化的,断电或重启后,数据也不会丢失。-----Redis的存储分为内存存储、磁盘存储和log文件三部分,重启后,Redis可以从磁盘重新将数据加载到内存中。(实现持久化)

3.Redis应用场景,它能做什么

在服务器中常用来存储一些需要频繁调取的数据,这样可以大大节省系统直接读取磁盘来获得数据的I/O开销,更重要的是可以极大提升速度。(拿大型网站来举个例子,比如a网站首页一天有100万人访问,其中有一个板块为推荐新闻。要是直接从数据库查询,那么一天就要多消耗100万次数据库请求。上面已经说过,Redis支持丰富的数据类型,所以这完全可以用Redis来完成,将这种热点数据存到Redis(内存)中,要用的时候,直接从内存取,极大的提高了速度和节约了服务器的开销。)

使用Redis有哪些好处?

(1)速度快,因为数据存在内存中,类似于HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)

(2)支持丰富数据类型,支持string,list,set,sortedset,hash

(3)支持事务,操作都是原子性,所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行,要么全部不执行

(4)丰富的特性:可用于缓存,消息,按key设置过期时间,过期后将会自动删除

redis相比memcached有哪些优势?

(1)memcached所有的值均是简单的字符串,redis作为其替代者,支持更为丰富的数据类型

(2)redis的速度比memcached快很多

(3)redis可以持久化其数据

redis常见性能问题和解决方案:

(1)Master最好不要做任何持久化工作,如RDB内存快照和AOF日志文件

(2)如果数据比较重要,某个Slave开启AOF备份数据,策略设置为每秒同步一次

(3)为了主从复制的速度和连接的稳定性,Master和Slave最好在同一个局域网内

(4)尽量避免在压力很大的主库上增加从库

(5)主从复制不要用图状结构,用单向链表结构更为稳定

4.redis和mysql的区别总结

(1)类型上

从类型上来说,mysql是关系型数据库,redis是缓存数据库

(2)作用上

mysql用于持久化的存储数据到硬盘,功能强大,但是速度较慢

redis用于存储使用较为频繁的数据到缓存中,读取速度快

(3)需求上

mysql和redis因为需求的不同,一般都是配合使用。

5.redis和mysql要根据具体业务场景去选型

redis和mysql要根据具体业务场景去选型

mysql:数据放在磁盘redis:数据放在内存

mysql支持sql查询,可以实现一些关联的查询以及统计;

redis对内存要求比较高,在有限的条件下不能把所有数据都放在redis;

mysql偏向于存数据,redis偏向于快速取数据,但redis查询复杂的表关系时不如mysql,所以可以把热门的数据放redis,mysql存基本数据

数据库中的索引,原理是什么为什么查询使用索引就会快

相信很多程序员朋友对数据的索引并不陌生,最常见的索引是B+Tree索引,索引可以加快数据库的检索速度,但是会降低新增、修改、删除操作的速度,一些错误的写法会导致索引失效等等。

但是如果被问到,为什么用了索引之后,查询就会变快?B+Tree索引的原理是什么?这时候很多人可能就不知道了,今天我就以MySQL的InnoDB引擎为例,讲一讲B+Tree索引的原理。

索引的基础知识

MySQL的基本存储结构是页,大概就是这个样子的:

在这里,我们需要了解以下几点(非常重要):

当我们用MySQL的InnoDB引擎创建表,有且只能有一个主键;如果我们没有显示地指定之间,那么MySQL会自动生成一个隐含字段作为主键;

聚集索引:以主键创建的索引;聚集索引的叶子节点存储的是表中的数据;

非聚集索引:非主键创建的索引;非聚集索引在叶子节点存储的是主键和索引列;使用非聚集索引查询数据,会查询到叶子上的主键,再根据主键查到数据(这个过程叫做回表)。

页和页之间、页和数据之间的关系

我们以聚集索引做讲解,页和页之间、以及页和数据之间的关系是这样的:

数据页和数据页之间,组成一个双向链表;

每个数据页中的记录,是一个单向链表;

每个数据页都根据内部的记录生成一个页目录(Pagedirectory),如果是主键的话,可以在页目录中使用二分法快速定位;

如果我们根据一个非主键、非索引列进行查询,那么需要遍历双向链表,找到所在的页;再遍历页内的单向链表;如果表内数据很大的话,这样的查询就会很慢。

B+Tree索引的原理

先让我们看看B+Tree索引大概是什么样子(以聚集/主键索引为例):

假如这时候我们要查询id=16的数据:

查询页-1,找到页-2存储的是小于30的数据;

查询页-2,找到页-5存储的是10~20的数据;

查询页-5,找到id=16的数据。

很显然,没有用索引的时候,需要遍历双向链表来定位对应的页,而有了索引,则可以通过一层层“目录”定位到对应的页上。

为什么B+Tree索引会降低新增、修改、删除的速度

B+Tree是一颗平衡树,如果对这颗树新增、修改、删除的话,会破坏它的原有结构;

我们在做数据新增、修改、删除的时候,需要花额外的时间去维护索引;

正因为这些额外的开销,导致索引会降低新增、修改、删除的速度。

思考题,欢迎留言讨论

现在你是否理解了B+Tree索引的原理?

最后再留一个思考题:为什么官方建议使用自增长主键作为索引?大家可以在留言中写下你的答案。

我将持续分享Java开发、架构设计、程序员职业发展等方面的见解,希望能得到你的关注;关注我后,可私信发送数字【1】,获取海量学习资料。

数据库中的索引,原理是什么为什么查询使用索引就会快和mysql为什么不建议链表的问题分享结束啦,以上的文章解决了您的问题吗?欢迎您下次再来哦!

Oracle数据库索引原理分析
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