索引阐述系列四,欢迎纠正

2019-11-11 19:37 来源:未知

一.概述  

  说到B-tree组织,就是指索引,它可以提供了对数据的快速访问。索引使数据以一种特定的方式组织起来,使查询操作具有最佳性能。当数据表量变得越来越大,索引就变得十分明显,可以利用索引查找快速满足条件的数据行。某些情况还可以利用索引帮助对数据进行排序,组合,分组,筛选。

   一个B-tree,根是唯一的遍历的起点。中间页 层次数是根据表的行数以及索引行的大小而变化。索引中的底层节点称为叶节点。叶节点它容纳了一行或多行具有指定键值的记录,对于聚集或非聚集,叶节点都是按照键值的顺序组成,对于复合索引就是若干键值的组合。

  1.聚集索引

  在聚集索引的叶节点里不仅包含了索引键,还包含了数据页。也就是说数据本身也是聚集索引的一部分。聚集索引基于键值联系使表中的数据有序。决定哪个键值作为聚集键是重要因素,当遍历到叶级别时,可以获取数据本身,而不是简单地得到一个指向数据的指针(非聚集索引数据未覆盖)。聚集索引在 sys.partitions区中有一行,其中,索引使用每个分区的 index_id = 1,默认情况下,聚集索引是单个分区。如果聚集索引有四个分区,就有四个 B-tree 结构,每个分区中有一个 B-tree结构,关于分区在sql server 分区(上)中有讲到。由于数据页链只能按一种方式排序,因此表只有一个聚集索引,一般情况查询优化器非常倾向于采用聚集索引,因为可以直接在叶级别找到数据。  查询优化器也只需要在某一段范围的数据页,进行扫描。聚集索引结构按物理顺序存储不是磁盘上的顺序,聚集索引的排序顺序仅是表数据链在逻辑上有序的。

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  2.非聚集索引

  非聚集索引与聚集索引有一个相似的 B -tree索引结构。不同的是,非聚集索引不影响数据行的顺序。什么意思呢,就是说非聚集索引,叶级别不包含全部的数据,只包含了键值以及,在每个叶节点中的索引行包含了一个书签(bookmark),书签在聚集索引里就是相应的数据行的聚集索引键,在堆里就是行标识符RID,该书签告诉sql server可以在哪里找到与索引键相应的数据行。
理解了非聚集索引叶节点不包含全部数据时,就知道非聚集索引的存在并不影响数据分页的组织,因此每张表上最多249个非聚集索引。
非聚集索引在 sys.partitions 区中有一行, 非聚集索引标识 index_id >1。默认情况下,一个非聚集索引一个分区。

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Mysql的概述

Mysql的安装和初次使用

MySQL安装完成以后,基本操作有:1.创建数据库   2.删除数据库    3.修改数据库

二. 缺少索引与索引查找的区别

   在简单介绍了索引原理后,我们来直观感觉下索引在查询时的重要性。下面演示一个product表,表中的数据有12236142条,如果用户根据表中的型号(model)来搜索。下面来看看缺少索引(没有使用到索引),以及索引查找(就是应用到了索引功能)。二者的区别

  2.1 缺少索引的演示

--查询型号model 值STI5203 在全表中有三条
SELECT Model FROM dbo.Product WHERE Model='STI5203'

图下告诉我们缺少索引,如果加了索引将提高性能99.94%, 该查询扫描计数5 (扫描了5个区),逻辑读取次数为69951次(一次一页),耗时954毫秒。
执行计划告诉我们是索引扫描也叫缺少索引,索引名是ixUpByMemberID,注意索引扫描不是索引查找,索引扫描是说把索引组织上的页全部扫描了一遍。

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  再通过下图我们清楚知道,ixUpByMemberID有5个区。5个区加起来的data_pages总页数是69730。上图逻辑读取是69951。相当于把索引中的页全部扫描了一遍。也可说是把12236142条数据全扫描了一次。

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  在锁的介绍中我们知道,锁越多,发生阻塞和死锁的几率就越大。
  通过下图,对于page资源来说,就有IS锁(意向共享锁)上1000个。IS锁与X排它锁又不兼容,此时多用户在修改,删除表中数据时,将会发生阻塞或死锁的影响。

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    总结:如果在生产环境,面对大数据表,条件查询很频繁,又缺失索引,系统整体性能将会被拖垮。

   2.2 查询索引查找的演示

  用户根据model查询,缺少了一个索引,在给model建立索引后,再来看

--查询型号model 值STI5203 在全表中有三条
SELECT Model FROM dbo.Product WHERE Model='STI5203'

  下图的执行计划告诉我们是索引查找,也就是索引使用上了,该索引名叫ix_mdoel. 扫描计数1 个区,逻辑读取次数为4次,耗时0毫秒.

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  再来看下索引查找的锁状态,下图告诉我们,只有锁往了一个page资源。

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  总结:在大表上,合理使用了索引查找后,不但查询响应时间变快了,而且没有了大量的锁,相应的在其它page页上的修改,删除应不会受到影响。

Mysql的基本概念

  1. Mysql的英文单词是: database,简称 DB.
  2. 什么是数据库? 用于存储和管理数据的仓库
  3. 数据库的特点:
    • 持久化存储数据.其实数据库就是一个文件系统
    • 方便存储和管理数据.
    • 使用统一的方式操作数据库.
  4. 常见的数据库软件
    • Mysql
    • Oracle
    • SQL Server
    • DB2

1.创建数据库

三. B-tree组织存储空间的影响

  我们知道了对于聚集索引,它的叶子层就是数据本身,但当一个表有多个非聚集索引时,就需要对数据库存储空间加倍来支持这些索引的存储,所以从占用存储空间来说,在建非聚集索引时需要好好规划。下面是来自生产环境的一个表,有聚集索引和四个非聚集索引,来看看索引存储空间
在index_id=1的聚集索引中占用的空间total_pages是1448806页,也就是表的数据本身。 而非聚集索引占用空间total_pages是2180034页, 非聚集索引占用空间比表数据本身大了1.5倍。

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Mysql数据库软件

  1. 安装
    • 可以自行百度,安装5.7之后会非常简单,5.5之前比较麻烦
  2. 卸载
    • 去mysql的安装目录找到my.ini文件
      • 复制 datadir="C:/ProgramData/MySQL/MySQL Server 5.5/Data/"
    • 卸载MySQL(使用工具或者使用电脑的卸载或更改程序进行删除)
    • 删除C:/ProgramData目录下的MySQL文件夹。
  3. 配置

    • Mysql的服务(service),命令行输入services.msc就可以进入windows服务的管理
    • 启动和关闭服务
      • 可以在windows服务管理中手动关闭和开启
      • 使用命令输入net start mysql可以打开Mysql服务. 使用net Stop Mysql可以关闭Mysql服务.(如果出现拒绝访问,是权限不够导致,使用管理员权限打开命令行就可以了)
    • Mysql的登录

      • mysql -uroot -ppassword来登录数据库,root是用户名,password指的是密码
      • mysql -h127.0.0.1 -uroot -ppassword,127.0.0.1指的是ip地址,后面的与第一种方式相同,这个可以用来连接他人的Mysql服务.
      • mysql --host=ip --user=root --password=password这种方式也可以连接服务

        注意端口号如何指定,使用-P3306可以指定端口号,大

    • Mysql的退出

      • 使用exit(Ctrl+C)进行退出
      • 使用quit进行退出
    • Mysql的目录结构(默认安装的目录)
      • Mysql的安装目录(C:Program FilesMySQLMySQL Server 5.7)
      • Mysql的数据目录(C:ProgramDataMySQLMySQL Server 5.7Data)
        1. 数据库:文件夹
        2. 表:文件
        3. 数据:数据

在MySQL中,创建数据库的命令为   create database  数据库名;    其中可在数据库名前添加  if not exists,表示不重复创建同名数据库。

SQL

  1. 什么是SQL? Structured Query Language:结构化查询语言。其实就是定义了操作所有关系型数据库的规则。每一种数据库操作的方式存在不一样的地方,称为“方言”。
  2. SQL通用语法
    1. SQL 语句可以单行或多行书写,以分号结尾。
    2. 可使用空格和缩进来增强语句的可读性。
    3. MySQL 数据库的 SQL 语句不区分大小写,关键字建议使用大写。
    4. 3 种注释
      • 单行注释: -- 注释内容 或 # 注释内容(mysql 特有) ,注意空格
      • 多行注释: /* 注释 */
  3. SQL分类

    1. DDL(Data Definition Language)数据定义语言,
      用来定义数据库对象:数据库,表,列等。关键字:create, drop,alter 等
    2. DML(Data Manipulation Language)数据操作语言,
      用来对数据库中表的数据进行增删改。关键字:insert, delete, update 等
    3. DQL(Data Query Language)数据查询语言,
      用来查询数据库中表的记录(数据)。关键字:select, where 等
    4. DCL(Data Control Language)数据控制语言(了解),
      用来定义数据库的访问权限和安全级别,及创建用户。关键字:GRANT, REVOKE 等

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2.删除数据库

DDL : 操作数据库、表

  1. 操作数据库 : CRUD
    • C(Create) : 创建
      • 创建指定的数据库 : create database db_name;
      • 创建数据库判断 : create database if not exists db_name;
      • 指定字符集 : create database db_name character set 字符编码;
    • R(Retrieve) : 查询
      • 查询所有数据库名称 : show databases;
      • 查看某个数据库的字符集(查询创建语句) : show create database db_name;
    • U(Update) : 修改
      • 修改字符编码 : alter database db_name character set 字符编码;
    • D(delete) : 删除
      • 删除某个数据库 : drop database db_name;
      • 删除前判断 : drop database if exists db_name;
    • 使用数据库
      • 使用某个数据库 : use db_name;
      • 查询当前正在使用的数据库名称 : select database();
  2. 操作表

    • C(Create) : 创建

      • 语法

          create  table table_name(
              col1 数据类型1,
              col2 数据类型2,
              ........
          );
        
      • 数据类型

          1. int:整数类型
              * age int,
          2. double:小数类型
              * score double(5,2)
          3. date:日期,只包含年月日,yyyy-MM-dd
          4. datetime:日期,包含年月日时分秒  yyyy-MM-dd HH:mm:ss
          5. timestamp:时间错类型  包含年月日时分秒     yyyy-MM-dd HH:mm:ss    
              * 如果将来不给这个字段赋值,或赋值为null,则默认使用当前的系统时间,来自动赋值
        
          6. varchar:字符串
              * name varchar(20):姓名最大20个字符
              * zhangsan 8个字符  张三 2个字符 
        
      • 创建表

          create table student(
              id int comment "注释",
              name varchar(32) comment "注释",
              age int comment "注释",
              score double(4,1) comment "注释",
              birthday date comment "注释",
              insert_time timestamp comment "注释"
          )comment="表注释";
        
      • 复制表:

          * create table 表名 like 被复制的表名;
        
    • R(Retrieve) : 查询

        * 查询某个数据库所有的表 : show tables;
        * 查询表结构 : desc table_name;
        * 查询创建表的语句 : show create table table_name;
      
    • U(Update) : 修改

        * 修改表名 : alter table old_table_name rename to new_table_name;
        * 修改表的字符集 : alter table table_name character set 字符集;
        * 添加一列 : alter table table_name add column_name 数据类型;
        * 修改列的名称 : alter table table_name change old_column_name new_column_name 新的列名;    
        * 修改列的类型 : alter table table_name modify column_name 新的数据类型;
        * 删除列 : alter table table_name drop column_name;
      
    • D(delete) : 删除

        * 删除表 : drop table table_name;
        * 删除前判断 : drop if exists table_name;
      

在已有的数据库中可选择一个无用的数据库删除,命令为   drop database 数据库名;   也可在数据库名前添加 if exists,表示删除已存在的数据库。

DML : 增删改表中数据

1. 添加数据:
    * 语法:
        * insert into table_name(列名1,列名2,...列名n) values(值1,值2,...值n);
    * 注意:
        1. 列名和值要一一对应。
        2. 如果表名后,不定义列名,则默认给所有列添加值
            insert into 表名 values(值1,值2,...值n);
        3. 除了数字类型,其他类型需要使用引号(单双都可以)引起来
2. 删除数据:
    * 语法:
        * delete from 表名 [where 条件]
    * 注意:
        1. 如果不加条件,则删除表中所有记录。
        2. 如果要删除所有记录
            1. delete from 表名; -- 不推荐使用。有多少条记录就会执行多少次删除操作
            2. TRUNCATE TABLE 表名; -- 推荐使用,效率更高 先删除表,然后再创建一张一样的表。
3. 修改数据:
    * 语法:
        * update 表名 set 列名1 = 值1, 列名2 = 值2,... [where 条件];

    * 注意:
        1. 如果不加任何条件,则会将表中所有记录全部修改。

3.查询数据库

DQL : 查询表中的记录

* select * from 表名;

1. 语法:
    select
        字段列表
    from
        表名列表
    where
        条件列表
    group by
        分组字段
    having
        分组之后的条件
    order by
        排序
    limit
        分页限定




2. 基础查询
    1. 多个字段的查询
        select 字段名1,字段名2... from 表名;
        * 注意:
            * 如果查询所有字段,则可以使用*来替代字段列表。
    2. 去除重复:
        * distinct
    3. 计算列
        * 一般可以使用四则运算计算一些列的值。(一般只会进行数值型的计算)
        * ifnull(表达式1,表达式2):null参与的运算,计算结果都为null
            * 表达式1:哪个字段需要判断是否为null
            * 如果该字段为null后的替换值。
    4. 起别名:
        * as:as也可以省略


3. 条件查询
    1. where子句后跟条件
    2. 运算符
        * > 、< 、<= 、>= 、= 、<>
        * BETWEEN...AND  
        * IN( 集合) 
        * LIKE:模糊查询
            * 占位符:
                * _:单个任意字符
                * %:多个任意字符
        * IS NULL  
        * and  或 &&
        * or  或 || 
        * not  或 !

            -- 查询年龄大于20岁

            SELECT * FROM student WHERE age > 20;

            SELECT * FROM student WHERE age >= 20;

            -- 查询年龄等于20岁
            SELECT * FROM student WHERE age = 20;

            -- 查询年龄不等于20岁
            SELECT * FROM student WHERE age != 20;
            SELECT * FROM student WHERE age <> 20;

            -- 查询年龄大于等于20 小于等于30

            SELECT * FROM student WHERE age >= 20 &&  age <=30;
            SELECT * FROM student WHERE age >= 20 AND  age <=30;
            SELECT * FROM student WHERE age BETWEEN 20 AND 30;

            -- 查询年龄22岁,18岁,25岁的信息
            SELECT * FROM student WHERE age = 22 OR age = 18 OR age = 25
            SELECT * FROM student WHERE age IN (22,18,25);

            -- 查询英语成绩为null
            SELECT * FROM student WHERE english = NULL; -- 不对的。null值不能使用 = (!=) 判断

            SELECT * FROM student WHERE english IS NULL;

            -- 查询英语成绩不为null
            SELECT * FROM student WHERE english  IS NOT NULL;


            -- 查询姓马的有哪些? like
            SELECT * FROM student WHERE NAME LIKE '马%';
            -- 查询姓名第二个字是化的人

            SELECT * FROM student WHERE NAME LIKE "_化%";

            -- 查询姓名是3个字的人
            SELECT * FROM student WHERE NAME LIKE '___';

            -- 查询姓名中包含德的人
            SELECT * FROM student WHERE NAME LIKE '%德%';

查询数据库的编码方式可用   show create database 数据库名;    若要查询数据库中的表,则可用    show tables in 数据库名。

创建数据库后可对数据库进行操作,创建数据表:首先输入命令   use 数据库名;   然后输入命令    create table 数据表明(数据名1 数据格式,数据名2 数据格式......);

数据格式大致分为三种类型:1.数字类型 2.时间类型 3.文本类型

1.数字类型:TINYINT                      默认带符号,若不带符号则在其后加上 UNSIGNED 表示  不包含负数   (下同)

                     SMALLINT            

                     MEDIUMINT            

                     INT或INGEEGER      

                     BIGINT

                     FLOAT                         使用时应该在其后加(a,b)表示整数和小数的位数

                     DOUBLE                      同上

2.时间类型:DATE                           年-月-日

                     TIME                            时:分:秒

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