数据库索引如何显着提高大型数据集的查询性能？

数据库索引：提升大型数据集查询性能的关键

数据库索引技术通过基于特定条件对记录进行排序来提高查询性能。它利用辅助数据结构将索引值映射到记录位置，从而在搜索特定数据时避免对整个表进行耗时的全表扫描。

索引的必要性

随着数据集的增长，线性搜索所需的时间会大幅增加。例如，在一个包含500万条未排序记录的数据集中搜索，平均需要访问250万个数据块。然而，对搜索字段建立索引后，可以使用二分查找，将平均数据块访问次数减少到仅20次。

索引的工作原理

索引通过生成额外的存储索引字段值及其对应记录指针的数据结构来创建。这些索引结构本身是有序的，便于高效地进行二分查找。例如，考虑一个包含500万条记录的表，并在“firstName”字段上建立索引。索引结构将包含500万条记录，每条记录都包含“firstName”值和一个指向原始记录的4字节指针。

索引的优势

• 更快的查询性能：与线性搜索相比，使用索引字段进行二分查找所需的数据块访问次数大大减少，从而加快查询执行速度。
• 减少资源消耗：索引占用的磁盘空间小于原始表，因为它们只包含索引字段值和指针。这减少了查询期间访问的数据块数量，节省了系统资源。
• 提高可扩展性：随着数据库的增长，索引的价值越来越大，因为排序搜索和未排序搜索之间的性能差距会越来越大。

何时使用索引

对于经常用于搜索查询且基数较高（即具有广泛的唯一值范围）的字段，索引最为有效。避免对基数低的字段或仅用于输出的字段建立索引，可以防止性能下降。

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