PostgreSQL——索引

一、索引简介

1.1、索引的含义和特点

索引是一个单独的、存储在磁盘上的数据库结构，它们包含着对数据表里所有记录的引用指针。使用索引可以快速找出在某个或多个列中有一特定值的行，所有PostgreSQL列类型都可以被索引，对相关列使用索引是提高查询操作效率的最佳途径。

例如：数据库中有2万条记录，现在要执行这样一个查询：SELECT*FROM table where num=10000。如果没有索引，必须遍历整个表，直到num等于10000的这一行被找到为止：如果在num列上创建索引，PostgreSQL不需要任何扫描，直接在索引里面找10000，就可以得知这一行的位置。可见，索引的建立可以提高数据库的查询速度。

索引是在存储引擎中实现，因此，每种存储引擎的索引都不一定完全相同，并且每种存储引擎也不一定支持所有索引类型。根据存储引擎定义每个表的最大索引数和最大索引长度。所有存储引擎支持每个表至少16个索引，总索引长度至少为256字节。大多数存储引擎有更高的限制。

索引的优点主要以下几条：

• 通过创建唯一索引，可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。
• 可以大大提高数据的查询速度，这也是创建索引的最主要原因
• 在实现数据的参考完整性方面，可以加速表和表之间的连接。
• 在使用分组和排序子句进行数据查询时，也可以显著减少查询中分组和排序的时间，

增加索引也有许多不利的方面，主要表现在如下几个方面：

• 创建索引和维护索引要耗费时间，并且随着数据量的增加所耗贵的时间也会增加。
• 索引需要占磁盘空间，除了数据表占数据空间之外，每一个索引还要占一定的物理空间
• 如果有大量的索引，索引文件可能比数据文件更快达到最大文件尺寸。
• 当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动态地雏护，这样就降低了数据的维护速度

1.2、索引的分类

PostgreSQL提供了索引类型有：B-tree、Hash、GiST和GN。因为它们各自的算法不同，所以适用情况也不相同。大多数情况下，B-tee索引比较常用，用户可以使用CREATE INDEX命令来创建一个B-tree索引。

1.2.1、B-tree索引

B-tree适合处理那些能够按顺序存储的数据，比如对于一些字段涉及到使用“<”、“<=”、“=”、“>=”或“>”操作符进行比较的时候，可以建立一个索引。

1.2.2、Hash索引

Hsh索引只能处理简单的等于比较。当一个索引了的列涉及到使用“=”操作符进行比较时，查询规划器会考虑使用Hash索引。

下面的命令用于创建Hash索引：

CREATE INDEX name ON table USING hash (column);

PostgreSQL的Hash索引的性能比B-tree索引弱，而且Hash索引操作目前没有记录WAL日志，因此如果发生了数据库崩溃，可能需要使用REINDEX重建Hash索引.为此，不建议用户使用Hash索引.

1.2.3、GiST索引

GST索引不只是一种索引类型，还是一种架构，可以在这种架构上实现很多不同的索引策略。因此，GST索引可以使用的特定操作符类型高度依赖于索引策略（操作符类）。

1.2.4、GIN索引

GN索引是反转索引，它可以处理包含多个键的值（比如数组）。与GiST类似，GN支持用户定义的索引策略，GN索引可以使用的特定操作符类型根据索引策略的不同而不同。

1.3、索引的设计原则

• 索引并非越多越好，一个表中如果有大量的索引，不仅占用的磁盘空间将增大，而且会影响NSERT、DELETE、UPDATE等语句的性能。因为表中数据更改的同时，索引也会进行调整和更新。
• 避免对经常更新的表进行过多的索引，并且索引中的列尽可能少，而对经常用于查询的字段应该创建索引，但要避免添加不必要的字段。
• 数据量小的表最好不要使用索引，由于数据较少，查询花费的时间可能比遍历索引的时间还要短，索引可能不会产生优化效果。
• 在条件表达式中经常用到的、不同值较多的列上建立检索，在不同值少的列上不要建立索引。比如在学生表的“性别”字段上只有“男”与“女”两个不同值，因此就没必要建立索引。如果建立索引不但不会提高查询效率，反而会严重降低更新速度」
• 当唯一性是某种数据本身的特征时，指定唯一索引。使用唯一索引能够确保定义的列的数据完整性，提高查询速度，
• 在频繁进行排序或分组（即进行GROUP BY或ORDER BY操作）的列上建立索引时，如果待排序的列有多个，可以在这些列上建立组合索引。

二、创建索引

使用CREATE INDEX语句在已经存在的表中创建索引，基本语法结构为：

CREATE [UNIQUE | FULLTEXT | SPATIAL] INDEX index_name
ON table_name (col_name[length],...) [ASC | DESC]

-- 创建表
create table book(bookid int not null,bookname varchar(255) not null,authors varchar(255) not null,info varchar(255) null,comment varchar(255) null,year_pulication date not null
);

2.1、创建普通索引

普通索引是最基本的索引类型，没有唯一性之类的限制，其作用只是加快对数据的访问速度。

-- 在book表中的bookname字段上建立名为bknameidx的普通索引
create index bknameidx 
on book(bookname);

2.2、创建唯一索引

创建唯一索引的主要原因是减少查询索引列操作的执行时间，尤其是比较庞大的数据表。它与前面的普通索引类似，不同点就是：索引列的值必须唯一，但允许有空值。如果是组合索引，则列值的组合必须唯一。

-- 在book表的bookid字段上建立名称为uniqididx的唯一索引
create unique index uniqididx 
on book(bookid);

2.3、创建单列索引

单列索引是在数据表中的某一个字段上创建的索引，一个表中可以创建多个单列索引。前面两个例子中创建的索引都为单列索引。

-- 在book表的comment字段上建立单列索引
create index bkcmtidx 
on book(comment);

2.4、创建组合索引

组合索引是在多个字段上创建一个索引。

-- 在book表的authors和info字段上建立组合索引
create index bkauandinfoidx 
on book(authors, info);

三、重命名索引

索引创建之后可以根据需要对数据库中的索引进行重命名操作，常见的方法包括在对象浏览器中修改和使用SQL语句修改。

alter index public.bkauandinfoidx rename to xxxxxxidx;

四、删除索引

对于不需要的索引，可以进行删除操作。删除索引的常见方法包括使用对象浏览器删除索和使用SQL语句删除索引。

-- 语法
DROP INDEX index_name;

-- 别除book表中名称为xxxxxxidx的组合索引
drop index xxxxxxidx;