掌握4種SQL索引型別，剖析索引原理

介紹SQL索引，並透過示例講解如何進行使用。

SQL索引是關聯式資料庫管理系統（RDBMS）中的重要組成部分，能夠有效地提升效能。透過最佳化索引的設計和使用，能夠加快資料檢索速度，提高查詢效率，從而增強系統的整體響應能力。

本文為大家詳細介紹SQL索引，並展示如何進行有效使用。

1 SQL索引（SQL Indexing）

在關聯式資料庫中，資料儲存在表中。隨著資料量的增長，從這些表中檢索資料可能變得很慢。SQL索引是透過建立一種最佳化資料檢索的資料結構來提高查詢效能的一種方法。將索引視為對資料的高效引用，類似於書末的索引，能夠幫助快速找到特定的主題。

2 索引型別

在SQL中有各種型別的索引，常見的包括：

2.1 單列索引（Single-Column Index）：

單列索引是在表中的單個列上建立，最適合於經常基於某個列進行資料過濾或排序的情況。

例如：

CREATE INDEX idx_last_name ON employees (last_name);

2.2 複合索引（Composite Index）：

複合索引是基於多個列的組合建立的索引。當經常需要透過多列的組合進行資料搜尋或排序時，使用複合索引可以提供更高效的查詢效能。

例如：

CREATE INDEX idx_full_name ON employees (first_name, last_name);

2.3 唯一索引（Unique Index）：

唯一索引用於確保索引列中的值在整個表中是唯一的。通常，唯一索引被用於實現主鍵約束。透過在主鍵列上建立唯一索引，可以確保表中的每個主鍵值都是唯一的，沒有重複的記錄。

CREATE UNIQUE INDEX idx_employee_id ON employees (employee_id);

2.4 全文索引（ Full-Text Index）：

全文索引用於加速對大文字列的基於文字的搜尋。主要用於在文字資料中進行關鍵詞搜尋、短語匹配和全文檢索等操作。例如，在產品描述中搜尋特定單詞。

CREATE FULLTEXT INDEX idx_product_description ON products (product_description);

3 SQL索引的工作原理

索引本質上是一種資料結構，儲存表中的一部分資料，並以一種有助於更快資料檢索的方式進行組織。以下是SQL索引的工作原理：

• 索引建立： 當建立索引時，資料庫系統會構建一個包含索引列的排序副本的資料結構。這種資料結構通常是一個B樹（平衡樹）。

• 查詢最佳化： 當執行涉及索引列的查詢時，資料庫引擎使用索引來定位與查詢條件匹配的行，這減少了必須掃描的行數。

• 更快檢索： 由於索引提供了實際資料的對映，加快了資料檢索速度，使得查詢執行更快。

4 示例：使用SQL索引

下面是個包含有關僱員資訊的簡單資料庫表的例子，透過他們的姓氏檢索僱員。

-- 建立一個僱員表
CREATE TABLE employees (
  employee_id INT PRIMARY KEY,
  first_name VARCHAR(50),
  last_name VARCHAR(50)
);

-- 插入一些資料
INSERT INTO employees (employee_id, first_name, last_name)
VALUES (1, 'John', 'Doe'),
       (2, 'Jane', 'Smith'),
       (3, 'Robert', 'Johnson');

-- 在last_name列上建立索引
CREATE INDEX idx_last_name ON employees (last_name);

現在，當想要檢索姓氏為'Smith'的僱員時，這裡建立的索引將對查詢有益。

-- 按姓氏檢索僱員的查詢
SELECT * FROM employees WHERE last_name = 'Smith';

資料庫引擎將使用idx_last_name索引快速找到姓氏為'Smith'的行，從而提高查詢效能。

SQL索引是資料庫最佳化工具包中的重要工具。透過了解索引的型別及其工作原理，可以提高SQL查詢的效能，並保證應用程式即使在大型資料集中也能流暢執行。儘管索引可以提高讀取效能，但也可能影響寫入效能，因此請謹慎使用