数据库性能调优技术1索引调优

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2020-02-22

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数据库性能调优技术

---索引调优

作者：杨万富

一、概述

随着数据库在各个领域的使用不断增长，越来越多的应用提出了高性能的要

求。数据库性能调优是知识密集型的学科，需要综合考虑各种复杂的因素：数据

库缓冲区的大小、索引的创建、语句改写等等。总之，数据库性能调优的目的在

于使系统运行得更快。

调优需要有广泛的知识，这使得它既简单又复杂。

说调优简单，是因为调优者不必纠缠于复杂的公式和规则。许多学术界和业

界的研究者都在尝试将调优和查询处理建立在数学基础之上。

称调优复杂，是因为如果要完全理解常识所依赖的原理，还需要对应用、数

据库管理系统、操作系统以及硬件有广泛而深刻的理解。

数据库调优技术可以在不同的数据库系统中使用。如果需要调优数据库系统，

最好掌握如下知识：1）查询处理、并发控制以及数据库恢复的知识；2）一些调

优的基本原则。

这里主要描述索引调优。

二、索引调优

索引是建立在表上的一种数据组织，它能提高访问表中一条或多条记录的特

定查询效率。因此，适当的索引调优是很重要的。

对于索引调优存在如下的几个误区：

误区 1：索引创建得越多越好？

实际上：创建的索引可能建立后从来未使用。索引的创建也是需要代价的，

对于删除、某些更新、插入操作，对于每个索引都要进行相应的删除、更新、插

入操作。从而导致删除、某些更新、插入操作的效率变低。

误区 2：对于一个单表的查询，可以索引 1 进行过滤再使用索引 2 进行过滤？

实际上：假设查询语句如下 select * from t1 where c1=1 and c2=2，c1

列和 c2 列上分别建有索引 ic1、ic2。先使用 ic1(或 ic2)进行过滤，产生的结

果集是临时数据，不再具有索引，所以不可使用 ic2(或 ic1)进行再次过滤。

索引优化的基本原则：

1.将索引和数据存放到不同的文件组

没有将表数据和索引数据存储到不同的文件组，而不加区别地将它们存储到同

一文件组。这样，不但会造成 I/O 竞争，也为数据库的维护工作带来不变。

2.组合索引的使用

假设存在组合索引 it1c1c2(c1,c2)，查询语句 select * from t1 where c1=1

and c2=2 能够使用该索引。查询语句 select * from t1 where c1=1 也能够使

用该索引。但是，查询语句 select * from t1 where c2=2 不能够使用该索引，

因为没有组合索引的引导列，即，要想使用 c2 列进行查找，必需出现 c1 等于某

值。

根据 where 条件的不同，归纳如下：

1) c1=1 and c2=2：使用索引 it1c1c2 进行等值查找。

2) c1=1 and c2>2：使用索引 it1c1c2 进行范围查找，可以有两种方法。

方法 1，使用通过索引键(1,2)在 B 树中命中一条记录，然后向后扫描找出

第一条符合条件的记录，从此记录往后的每一条记录都是符合条件的。这种

方法的弊端在于：如果 c1=1 and c2=2 对应的记录数很多，会产生很多无效

的扫描。

方法 2，如果 c2 对应的 int 型数据，可以使用索引键(1,3)在 B 树中命中

一条记录，从此记录往后的每一条记录都是符合条件的。

本文中的例子均采用方法 1。

3）c1>1 and c2=2：因为索引的第一个列不是等于号的，索引即使后面出现了

c2=2，也不能将 c2=2 应用于索引查找。这里，通过索引键(1,- ∞)在 B 树中命中

一条记录，向后扫描找出第一条符合 c1>1 的记录，此后的每一条记录判断是否

符合 c2=2，如果符合则输出，否则过滤掉。这里我们称为 c2=2 没有参与到索引

运算中去。这种情况在实际应用中经常发现。

4）c1>1：通过索引键(1,- ∞) 在 B 树中命中一条记录，以此向后扫描找出第一

条符合 c1>1 的记录，此后的每条记录都是符合条件的。

3.唯一索引与非唯一索引的差异

假设索引 int1c1(c1)是唯一索引，对于查询语句 select c1 from t1 where

c1=1，达梦数据库使用索引键(1)命中 B 树中一条记录，命中之后直接返回该记

录（因为是唯一索引，所以最多只能有一条 c1=1 的记录）。

假设索引 it1c2(c2)是非唯一索引，对于查询语句 select c2 from t2 where

c2=2，达梦数据库使用索引键(2)命中 B 树中一条记录，返回该记录，并继续向

后扫描，如果该记录是满足 c=2，返回该记录，继续扫描，直到遇到第一条不符

合条件 c2=2 的记录。

于是，我们可以得知，对于不存在重复值的列，创建唯一索引优于创建非唯

一索引。