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表操作的表索引的算法順序

  • January 21, 2013

我無法清楚地表明表索引對錶操作的算法順序的影響。

我對具體實現的具體細節不感興趣;我假設 RDMS 設計人員知道他們在做什麼,並且他們已經使這些工作盡可能高效。

我將把我的討論限制在一個索引上,我認為額外的索引只是增加了一個額外的維度(即基本過程必須執行多次)。

以下假設在每種情況下都有一條記錄 - 索引的好處對於多個記錄操作大大增強,因為(通常)查找操作需要執行的次數少於正在查找的記錄數,因為它們可以在一個範圍內檢索。

對於未索引的表,我相信操作是:

Step                INSERT     SELECT     DELETE     UPDATE
Find the record      N/A        O(n)       O(n)       O(n)
Modify the record    O(1)       N/A        O(1)       O(1)
OVERALL              O(1)       O(n)       O(n)       O(n)

這假設查找記錄需要進行表掃描,但新記錄只是簡單地撞到最後。

建立索引是基於高效排序算法的 O(nlog(n)) 操作。

對於索引表,我相信操作是:

Step                INSERT     SELECT     DELETE     UPDATE
Find the record      N/A      O(log(n))  O(log(n))  O(log(n))
Modify the record    O(1)       N/A        O(1)       O(1)
Update the index   O(log(n))    N/A        O(1)       O(1)
OVERALL            O(log(n))  O(log(n))  O(log(n))  O(log(n))

這假設查找記錄現在是對索引的有序查找操作,更新索引是一個步驟,DELETE並且UPDATE(因為您已經找到了記錄)和有序查找INSERT

也就是說,插入變得更糟,但其他一切都變得更好。

它是否正確?

事情比這更複雜。這裡有幾點考慮。

首先,整個討論假設 B-Trees 或 B+ Trees(因此是 o(log(n)))。還有其他類型的索引,例如雜湊索引,其訪問時間為 O(1)。您的問題暗示您正在使用“等於”搜尋(例如尋找X=17)查找值。但在這種特殊情況下,如果可能,最好使用雜湊索引。

我同意你今天發現的大多數索引都是 B/B+ 樹,所以讓我們繼續這個假設。

您還含蓄地指出 a 中始終只有一個結果行SELECT,這幾乎不是典型情況;很多時候,我們一次查找1,000行。但是讓我們繼續假設單個匹配行。

您的下一個假設是搜尋始終由索引列完成。這很好,但我只是注意到DELETE通過一些未索引的列獲取記錄Y結果更加昂貴:你們都在浪費 O(n) 時間來查找記錄,然後支付額外的 O(log(n )) 用於更新索引。

但是讓我們繼續假設我們只討論正在查找索引列的查詢。

一些表使用非聚集索引格式(適合您的計算) - 表是一個實體,索引是另一個。其他人使用聚集索引格式:表行(或者更確切地說是行塊,或者更確切地說是行頁)實際上作為葉子儲存在聚集索引中。INSERT在這種情況下,您將支付 O(log(n)) 以在命令中查找記錄。對此的優化是在您插入表末尾的情況下,一個體面的實現將保存指向索引中最後一條記錄/頁面的指針。(哦,是的,您的記錄不應該被INSERT編輯到表格的中間)。

實際上,即使在非聚群表中,記錄也可以插入到表的中間;花更多的搜尋時間以避免碎片化是有意義的,並且至少我知道的一種實現可以做到這一點。我假設其他人也可能。

從 BTree 中刪除/插入索引平均為 O(1),但在傳播頁面合併/拆分的情況下可能會花費多達 log(n) 次操作。

此外,總是讓許多人感到驚訝的事實是,有時表掃描比索引查找更快。對於導致多行的查詢尤其如此。事實證明,查找索引會增加成本;與全表掃描相比,成本實際上可能使總成本更高。對於單行查找,絕大多數索引查找應該比全表掃描更快。

但是請考慮以下一般約定:您用美元支付任何訪問磁碟的操作。您支付對記憶體數據起作用的五分錢行動。這實際上是數據庫磁碟 I/O 優化的核心。如果索引頁在磁碟上,而表頁恰好在記憶體中,您可能會為表掃描支付更少的費用。

這就是破壞的來源:這實際上完全取決於您的工作負載、記憶體大小和數據集大小。

你有沒有上過數學課,你必須解決一些複雜的積分?你花了好幾個小時才解決它,並因為在某處遺漏了一些微小的減號而被扣分?

你甚至上過物理課,你必須解決一些複雜的積分嗎?教授會扔掉方程式的大部分內容,說“這是可以忽略的”,而您會扯掉頭髮嗎?為什麼它可以忽略?為什麼不是其他的東西?

電腦科學以數學為基礎。電腦是基於物理學的。它們是物理對象。他們需要旋轉磁碟、訪問記憶體匯流排、管理數十億個晶體管……您實際上無法預測會發生什麼,並將其放在某個等式下。

事實證明,對於某些特定數據集,您的整個方程式並不成立。在其他時候,它可能會很好。

引用自:https://dba.stackexchange.com/questions/33252