Comment l'indexation des bases de données accélère-t-elle la récupération des données ?

Comment l'index de base de données améliore l'efficacité de la récupération des données

Dans le domaine de la gestion de bases de données, les index jouent un rôle essentiel dans l'optimisation de la récupération des données et l'accélération de l'exécution des requêtes. En comprenant les principes fondamentaux de l'indexation des bases de données, les développeurs peuvent tirer efficacement parti du système de base de données spécifique qu'ils utilisent.

Pourquoi les index sont essentiels

Les grands ensembles de données stockés sur des périphériques de disque sont organisés en blocs de données discrets. Ces blocs de données représentent la plus petite unité d'opérations d'E/S et sont accessibles dans leur ensemble. Chaque fois qu'une requête nécessite des données, la base de données doit récupérer l'intégralité du bloc de données dans lequel résident les données.

Lors de la recherche de données basées sur des champs non triés, la base de données utilise une recherche linéaire, qui nécessite de vérifier tour à tour chaque bloc de données. Ce processus nécessite en moyenne (N 1)/2 accès aux blocs de données, où N est le nombre total de blocs de données occupés par la table.

Cependant, en triant les données en fonction d'un champ spécifique et en créant un index, une recherche binaire est possible. La recherche binaire réduit considérablement le nombre d'accès aux blocs de données à environ log2 N. Ce gain d’efficacité est particulièrement bénéfique lorsque vous travaillez avec de grands ensembles de données.

Mécanisme d'indexation

L'indexation de la base de données implique la création d'une structure de données distincte qui stocke les valeurs des champs indexés ainsi que des pointeurs vers leurs enregistrements correspondants. Ces entrées d'index sont triées, ce qui permet d'utiliser des recherches binaires, qui fonctionnent bien mieux que les recherches linéaires.

Par exemple, considérons une table de cinq millions de lignes, chacune contenant les champs id, firstName, lastName et emailAddress. Le champ id est défini comme clé primaire, garantissant des valeurs uniques, tandis que firstName est un champ non-clé non trié.

Sans index, une requête recherchant une valeur de prénom spécifique nécessiterait une recherche linéaire de la table entière, nécessitant 1 000 000 d'accès en bloc.

En créant un index sur le champ firstName, la base de données peut effectuer une recherche binaire sur l'index, réduisant ainsi le nombre d'accès aux blocs de données à environ 20. La réduction du nombre d'accès aux blocs de données améliore considérablement les performances des requêtes.

Meilleures pratiques d'indexation

Bien que l'indexation puisse améliorer considérablement les performances, elle nécessite un espace de stockage supplémentaire pour la structure de l'index. Par conséquent, une attention particulière est nécessaire lors du choix des champs à indexer.

Des index doivent être créés pour les champs fréquemment utilisés dans les filtres et conditions de requête. Les champs d'index utilisés uniquement pour l'affichage des résultats peuvent entraîner une consommation d'espace inutile et une surcharge de performances lors des insertions et des suppressions.

De plus, la cardinalité du champ indexé affecte l'efficacité de l'index. Les champs à cardinalité élevée avec de nombreuses valeurs différentes optimisent les performances de l'index en divisant efficacement les données en sous-ensembles plus petits. À l’inverse, les champs de faible cardinalité avec des valeurs uniques limitées peuvent invalider l’index.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!