内容简介:本文档风哥主要介绍DM达梦数据库的索引优化,涵盖索引的概念、类型、结构、作用,以及索引的创建、维护、监控和优化等内容,风哥教程参考DM官方文档《DM8性能优化手册》、《DM8SQL参考手册》等官方资料。本文档为DM数据库学习系列的第十九篇,重点介绍索引优化的详细步骤和实战操作。
Part01-基础概念与理论知识
1.1 索引概述
索引是数据库中用于提高查询性能的数据结构,通过创建索引可以加快数据的查找速度。
1.1.1 索引的定义
索引是一种数据结构,用于快速定位表中的数据,提高查询效率。
1.1.2 索引的特点
- 提高查询速度:通过索引可以快速定位数据,减少数据扫描
- 增加写操作开销:索引需要维护,会增加插入、更新、删除操作的开销
- 占用存储空间:索引需要额外的存储空间
- 优化排序操作:通过索引可以避免排序操作
1.2 索引类型
DM数据库支持多种类型的索引,不同类型的索引适用于不同的场景。
1.2.1 普通索引
- 定义:最基本的索引类型,没有唯一性限制
- 适用场景:一般查询条件
- 创建语法:CREATE INDEX index_name ON table_name(column_name);
1.2.2 唯一索引
- 定义:确保索引列的值唯一
- 适用场景:需要确保列值唯一的场景
- 创建语法:CREATE UNIQUE INDEX index_name ON table_name(column_name);
1.2.3 主键索引
- 定义:主键列上的索引,自动创建
- 适用场景:主键查询
- 创建语法:在创建表时指定主键
1.2.4 复合索引
- 定义:基于多个列创建的索引
- 适用场景:多列查询条件
- 创建语法:CREATE INDEX index_name ON table_name(column1, column2, …);
1.2.5 函数索引
- 定义:基于函数表达式创建的索引
- 适用场景:函数表达式查询
- 创建语法:CREATE INDEX index_name ON table_name(function(column_name));
1.3 索引结构
风哥提示:
DM数据库的索引采用B+树结构,这是一种平衡树结构,适合范围查询和排序操作。
1.3.1 B+树结构
- 根节点:索引的顶层节点
- 中间节点:索引的中间层节点
- 叶子节点:索引的底层节点,存储实际数据的指针
- 有序性:索引按照键值有序排列
1.3.2 索引查找过程
- 从根节点开始查找
- 根据键值大小选择子节点
- 重复上述过程,直到找到叶子节点
- 从叶子节点获取实际数据的指针
- 根据指针获取实际数据
1.4 索引的作用
索引在数据库中发挥着重要的作用,主要体现在以下几个方面。
1.4.1 提高查询速度
- 减少数据扫描的范围
- 快速定位数据
- 提高查询响应时间
1.4.2 优化排序操作
- 通过索引避免排序
- 提高排序操作的效率
- 减少排序的资源消耗
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1.4.3 优化连接操作
- 提高连接操作的效率
- 减少连接操作的资源消耗
- 加快连接查询的速度
Part02-生产环境规划与建议
2.1 索引规划
在生产环境中,合理的索引规划可以提高数据库的性能和稳定性。
2.1.1 索引规划目标
- 提高查询性能
- 减少资源消耗
- 优化存储空间
- 确保索引的有效性
2.1.2 索引规划步骤
1. 分析业务需求
2. 分析SQL语句
3. 识别查询模式
4. 选择索引类型
5. 设计索引结构
6. 验证索引效果
7. 调整索引策略
2.2 索引设计原则
合理的索引设计是提高数据库性能的关键。
2.2.1 索引设计原则
- 选择性原则:选择选择性高的列创建索引
- 最左前缀原则:复合索引的查询条件要使用最左前缀
- 覆盖索引原则:使用覆盖索引减少回表操作
- 避免过多索引:避免创建过多索引,影响写操作性能
- 定期维护原则:定期维护索引,确保索引的有效性
2.2.2 适合创建索引的场景
- 经常用于WHERE子句的列
- 经常用于JOIN条件的列
- 经常用于ORDER BY和GROUP BY的列
- 选择性高的列
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2.2.3 不适合创建索引的场景
- 选择性低的列(如性别、状态等)
- 经常更新的列
- 数据量小的表
- TEXT、BLOB等大字段
2.3 索引维护计划
定期的索引维护可以确保索引的有效性和性能。
2.3.1 索引维护内容
- 重建索引
- 收集统计信息
- 监控索引使用情况
- 删除 unused 索引
2.3.2 索引维护频率
- 重建索引:根据索引碎片情况,定期进行
- 收集统计信息:每周或每月进行一次
- 监控索引使用情况:定期进行,如每周
- 删除 unused 索引:根据监控结果,定期进行
2.4 索引性能目标
明确的索引性能目标可以指导索引优化工作。
2.4.1 查询性能目标
- 简单查询:响应时间小于0.1秒
- 复杂查询:响应时间小于1秒
- 报表查询:响应时间小于30秒
2.4.2 索引使用率目标
- 索引使用率:大于80%
- 索引碎片率:小于10%
- 索引大小:不超过表大小的50%
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Part03-生产环境项目实施方案
3.1 索引创建
详细介绍DM数据库的索引创建方法。
3.1.1 创建普通索引
SQL> create index idx_fgedu_test_id on fgedu_test(id);
# 输出信息
操作已执行
3.1.2 创建唯一索引
SQL> create unique index idx_fgedu_test_name on fgedu_test(name);
# 输出信息
操作已执行
3.1.3 创建复合索引
SQL> create index idx_fgedu_test_id_name on fgedu_test(id, name);
# 输出信息
操作已执行
3.1.4 创建函数索引
SQL> create index idx_fgedu_test_upper_name on fgedu_test(upper(name));
# 输出信息
操作已执行
3.2 索引维护
详细介绍DM数据库的索引维护方法。
3.2.1 重建索引
SQL> alter index idx_fgedu_test_id rebuild;
# 输出信息
操作已执行 更多学习教程公众号风哥教程itpux_com
# 重建所有索引
SQL> alter index all on fgedu_test rebuild;
# 输出信息
操作已执行
3.2.2 收集统计信息
# 收集表统计信息
SQL> analyze table fgedu_test compute statistics;
# 输出信息
操作已执行
# 收集索引统计信息
SQL> analyze index idx_fgedu_test_id compute statistics;
# 输出信息
操作已执行
3.2.3 删除索引
SQL> drop index idx_fgedu_test_id;
# 输出信息
操作已执行
3.3 索引监控
详细介绍DM数据库的索引监控方法。
3.3.1 查看索引信息
# 查看表的索引 from DB视频:www.itpux.com
SQL> select index_name, index_type, status from dba_indexes where table_name = ‘FGEDU_TEST’;
INDEX_NAME INDEX_TYPE STATUS
——————– ——————– ——–
IDX_FGEDU_TEST_ID NORMAL VALID
IDX_FGEDU_TEST_NAME UNIQUE VALID
# 查看索引列
SQL> select index_name, column_name, column_position from dba_ind_columns where table_name = ‘FGEDU_TEST’;
INDEX_NAME COLUMN_NAME COLUMN_POSITION
——————– ——————– —————
IDX_FGEDU_TEST_ID ID 1
IDX_FGEDU_TEST_NAME NAME 1
3.3.2 监控索引使用情况
# 查看索引使用统计信息
SQL> select * from v$index_usage where index_name like ‘IDX_FGEDU%’;
INDEX_NAME TABLE_NAME USED_COUNT
——————– ——————– ———-
IDX_FGEDU_TEST_ID FGEDU_TEST 100
IDX_FGEDU_TEST_NAME FGEDU_TEST 50
# 查看索引扫描情况
SQL> select * from v$sysstat where name like ‘%index%’;
NAME VALUE
————————————— ———–
Index scans 150
Index range scans 100
Index unique scans 50
3.4 索引优化
详细介绍DM数据库的索引优化方法。
3.4.1 优化索引结构
# 分析索引碎片
SQL> select index_name, blevel, leaf_blocks, distinct_keys from dba_indexes where table_name = ‘FGEDU_TEST’;
INDEX_NAME BLEVEL LEAF_BLOCKS DISTINCT_KEYS
——————– ———- ———– ————-
IDX_FGEDU_TEST_ID 1 10 1000
IDX_FGEDU_TEST_NAME 1 20 500
# 重建碎片化的索引
SQL> alter index idx_fgedu_test_name rebuild;
# 输出信息
操作已执行
3.4.2 优化索引使用
# 查看执行计划
SQL> explain select * from fgedu_test where id = 1;
PLAN
——————————
1 #NSET2: [0, 1, 132]
2 #PRJT2: [0, 1, 132]; exp_num(4), is_atom(FALSE)
3 #SLCT2: [0, 1, 132]; (FGEDU_TEST.ID = 1)
4 #SSEK2: [0, 1, 132]; scan_type(EQ), index33555445, table:FGEDU_TEST
# 优化SQL语句,使用索引
SQL> select id, name from fgedu_test where id = 1; — 使用覆盖索引
Part04-生产案例与实战讲解
4.1 索引创建实战演示
通过实际操作演示DM数据库的索引创建过程。
4.1.1 创建测试表和数据
[dmdba@fgedu ~]$ disql SYSDBA/SYSDBA
SQL> create table fgedu_test (id int, name varchar(100), age int, address varchar(200));
# 插入测试数据
SQL> insert into fgedu_test values (1, ‘fgedu1’, 20, ‘address1’);
SQL> insert into fgedu_test values (2, ‘fgedu2’, 21, ‘address2’);
SQL> insert into fgedu_test values (3, ‘test3’, 22, ‘address3’);
SQL> insert into fgedu_test values (4, ‘test4’, 23, ‘address4’);
SQL> insert into fgedu_test values (5, ‘test5’, 24, ‘address5’);
SQL> commit;
4.1.2 创建普通索引
SQL> create index idx_fgedu_test_id on fgedu_test(id);
# 输出信息
操作已执行
# 查看索引信息
SQL> select index_name, index_type, status from dba_indexes where table_name = ‘FGEDU_TEST’;
INDEX_NAME INDEX_TYPE STATUS
——————– ——————– ——–
IDX_FGEDU_TEST_ID NORMAL VALID
4.1.3 创建复合索引
SQL> create index idx_fgedu_test_id_name on fgedu_test(id, name);
# 输出信息
操作已执行
# 查看索引信息
SQL> select index_name, index_type, status from dba_indexes where table_name = ‘FGEDU_TEST’;
INDEX_NAME INDEX_TYPE STATUS
——————– ——————– ——–
IDX_FGEDU_TEST_ID NORMAL VALID
IDX_FGEDU_TEST_ID_NAME NORMAL VALID
# 查看索引列
SQL> select index_name, column_name, column_position from dba_ind_columns where table_name = ‘FGEDU_TEST’;
INDEX_NAME COLUMN_NAME COLUMN_POSITION
——————– ——————– —————
IDX_FGEDU_TEST_ID ID 1
IDX_FGEDU_TEST_ID_NAME ID 1
IDX_FGEDU_TEST_ID_NAME NAME 2
4.2 索引维护实战演示
演示DM数据库的索引维护操作。
4.2.1 重建索引
[dmdba@fgedu ~]$ disql SYSDBA/SYSDBA
# 重建单个索引
SQL> alter index idx_fgedu_test_id rebuild;
# 输出信息
操作已执行
# 重建所有索引
SQL> alter index all on fgedu_test rebuild;
# 输出信息
操作已执行
4.2.2 收集统计信息
# 收集表统计信息
SQL> analyze table fgedu_test compute statistics;
# 输出信息
操作已执行
# 收集索引统计信息
SQL> analyze index idx_fgedu_test_id compute statistics;
# 输出信息
操作已执行
# 查看统计信息
SQL> select table_name, num_rows, blocks from dba_tables where table_name = ‘FGEDU_TEST’;
TABLE_NAME NUM_ROWS BLOCKS
——————– ———- ———-
FGEDU_TEST 5 1
4.2.3 删除 unused 索引
# 查看索引使用情况
SQL> select index_name, used_count from v$index_usage where table_name = ‘FGEDU_TEST’;
INDEX_NAME USED_COUNT
——————– ———-
IDX_FGEDU_TEST_ID 10
IDX_FGEDU_TEST_ID_NAME 0
# 删除 unused 索引
SQL> drop index idx_fgedu_test_id_name;
# 输出信息
操作已执行
4.3 索引优化实战演示
演示DM数据库的索引优化操作。
4.3.1 分析索引使用情况
[dmdba@fgedu ~]$ disql SYSDBA/SYSDBA
# 查看执行计划(优化前)
SQL> explain select * from fgedu_test where name = ‘test3’;
PLAN
——————————
1 #NSET2: [0, 1, 132]
2 #PRJT2: [0, 1, 132]; exp_num(4), is_atom(FALSE)
3 #SLCT2: [0, 1, 132]; (FGEDU_TEST.NAME = ‘test3’)
4 #CSCN2: [0, 5, 132]; index33555444, table:FGEDU_TEST
# 创建索引
SQL> create index idx_fgedu_test_name on fgedu_test(name);
# 查看执行计划(优化后)
SQL> explain select * from fgedu_test where name = ‘test3’;
PLAN
——————————
1 #NSET2: [0, 1, 132]
2 #PRJT2: [0, 1, 132]; exp_num(4), is_atom(FALSE)
3 #SLCT2: [0, 1, 132]; (FGEDU_TEST.NAME = ‘test3’)
4 #SSEK2: [0, 1, 132]; scan_type(EQ), index33555446, table:FGEDU_TEST
4.3.2 优化复合索引
# 创建复合索引
SQL> create index idx_fgedu_test_id_name on fgedu_test(id, name);
# 查看执行计划(使用复合索引的第一列)
SQL> explain select * from fgedu_test where id = 3;
PLAN
——————————
1 #NSET2: [0, 1, 132]
2 #PRJT2: [0, 1, 132]; exp_num(4), is_atom(FALSE)
3 #SLCT2: [0, 1, 132]; (FGEDU_TEST.ID = 3)
4 #SSEK2: [0, 1, 132]; scan_type(EQ), index33555445, table:FGEDU_TEST
# 查看执行计划(使用复合索引的两列)
SQL> explain select * from fgedu_test where id = 3 and name = ‘test3’;
PLAN
——————————
1 #NSET2: [0, 1, 132]
2 #PRJT2: [0, 1, 132]; exp_num(4), is_atom(FALSE)
3 #SLCT2: [0, 1, 132]; (FGEDU_TEST.ID = 3 AND FGEDU_TEST.NAME = ‘test3’)
4 #SSEK2: [0, 1, 132]; scan_type(EQ), index33555447, table:FGEDU_TEST
Part05-风哥经验总结与分享
5.1 索引优化技巧与注意事项
基于实际经验,分享一些索引优化的技巧和注意事项。
5.1.1 索引优化技巧
- 为经常查询的列创建索引
- 为WHERE子句中的列创建索引
- 为JOIN条件中的列创建索引
- 为排序和分组的列创建索引
- 使用复合索引优化多列查询
- 使用覆盖索引减少回表操作
- 定期重建索引,减少碎片
- 定期收集统计信息
5.1.2 索引优化注意事项
- 避免创建过多索引
- 避免在经常更新的列上创建索引
- 避免在选择性低的列上创建索引
- 注意复合索引的顺序
- 注意索引的存储空间
- 定期监控索引使用情况
- 删除 unused 索引
- 在测试环境中验证索引效果
5.2 常见索引问题
基于实际经验,分享一些常见的索引问题及解决方案。
5.2.1 索引失效
解决方案:
- 检查查询条件是否使用了索引列
- 检查索引是否创建正确
- 收集统计信息
- 重建索引
- 优化SQL语句
5.2.2 索引碎片
解决方案:
- 重建索引
- 定期维护索引
- 优化索引结构
5.2.3 索引过多
解决方案:
- 删除 unused 索引
- 合并重复索引
- 优化索引结构
- 根据查询模式调整索引
5.2.4 索引选择性低
解决方案:
- 删除选择性低的索引
- 使用复合索引提高选择性
- 优化查询条件
5.3 最佳实践建议
基于实际经验,提供DM数据库索引优化的最佳实践。
5.3.1 索引设计最佳实践
5.3.2 索引维护最佳实践
- 定期重建索引:根据索引碎片情况,定期重建索引
- 收集统计信息:定期收集表和索引的统计信息
- 监控索引使用情况:定期监控索引的使用情况
- 删除 unused 索引:定期删除 unused 索引
- 记录索引维护:记录索引维护的详细信息
5.3.3 索引监控最佳实践
- 监控索引的使用情况
- 监控索引的碎片情况
- 监控索引的大小
- 监控索引的性能影响
- 建立索引监控机制
5.3.4 索引优化最佳实践
- 根据查询模式优化索引结构
- 使用复合索引优化多列查询
- 使用覆盖索引减少回表操作
- 优化SQL语句,充分利用索引
- 定期评估索引效果,调整索引策略
5.3.5 持续优化最佳实践
- 建立索引优化机制
- 定期进行索引优化
- 学习索引优化技术
- 分享索引优化经验
- 持续改进索引性能
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