索引结构

刚接触db，索引貌似还是一个高级货，那么多新名词，新概念让人很晕，其实索引真的很简单。我们知道IO操作是数据库访问很耗时的操作，应该尽量避免。索引就是在内存中（当然如果索引太大，也可能在硬盘固定的，连续的存储块中）建立一个真实数据的映射，通过索引，我们确定要找的数据范围，然后再通过尽量少的IO到硬盘上把目标数据抓回来。以下是可以作为索引的数据结构，其中mysql采用的是B+树。 顺序文件：几种简单的文件组织，其产生方式是将数据文件按某个查找键排序，并在该文 件上建立索引。 • 稠密索引：这种索引为数据文件的每个记录设一个键-指针对。这些键-指针对按它们的键 值顺序存放。 • 稀疏索引：这些索引为数据文件的每个存储块设一个键-指针对。与指针相对应的键为该 指针所指向的存储块中第一个键值。 • 多级索引：在索引文件上再建索引，在索引的索引上再建索引，等等，这在有时候是很有 用的。高级索引必须是稀疏的。 • 文件的扩展：随着数据文件和它的索引文件的增长，必须采取一些措施来为文件增加附加 的存储块。为文件的基本块增加溢出块是一种可行的办法。在数据文件或索引文件的块序 列表中插入更多的块，除非要求文件本身存放在连续的磁盘块中。 • 辅助索引：即使数据文件没有按查找键K排序，我们也可在键K上建立索引。这样，索引 必须是稠密的。 • 倒排索引：文件与其包含的词之间的关系通常可通过一个词-指针对的索引结构来表示。 指针指向“桶”文件的某个位置，该位置上有一个指向文件中词的出现的指针列表。 • B树：这些结构实质上是有着很好的扩充性能的多级索引。带有n个键和n+ 1个指针的存储 块被组织成一棵树。叶结点指向记录。任何时候所有索引块都在半满与全满之间。 • 范围查询：指查找键值在给定范围内的所有记录，有索引的顺序文件和B树索引可为这类 查询提供便利，但散列表索引不能。 • 散列表：同创建主存散列表一样，我们也可以基于辅存的存储块来建立散列表。散列函数 将键值映射到桶，有效地将数据文件的记录分配到多个小组（桶）。桶用一个存储块和可 能出现的溢出块表示。 • 动态索引：如果一个桶中的记录太多，势必降低散列表的性能，因而随着时间推移，桶的数 量可能需要增加。允许合理增加桶的两种重要方法是可扩展散列和线性散列。它们都首先将 键值散列到一个长位串，然后使用其中若干位来决定记录所属的桶，位的数目是可变的。 • 可扩展散列：这种方法允许在存在记录数太多的桶时将桶的数目加倍。它使用指向块的指 针数组来表示桶。为了避免块过多，几个桶可以用同一个块表示。 • 线性散列：这种方法每当桶中的记录比例超出阈值时增加一个桶。由于单个桶的记录不会 引起表的扩展，所以在某些情形下需要溢出块。