索引原理

索引是爲檢索而存在的，就是說索引並非一個表必須的。表索引由多個頁面組成，這些頁面一塊兒組成了一個樹形結構，即咱們一般說的B樹，首先來看下錶索引的組成部分：

根極節點，root，它指向另外兩個頁，把一個表的記錄從邏輯上分紅非葉級節點Non-Leaf Level(枝)，它指向了更加小的葉級節點Leaf Level(葉)。 根節點、非葉級節點和葉級節點都位於索引頁中，統稱爲索引葉節點，屬於索引頁的範籌。這些"枝"、"葉"最終指向數據頁Page。根級節點和葉級節點之間 的葉又叫數據中間頁。根節點對應了sysindexes表的Root字段，記載了非葉級節點的物理位置（即指針）；非葉級節點位於根節點和葉節點之間，記 載了指向葉級節點的指針；而葉級節點則最終指向數據頁，這就是最後的B樹。

   

數據庫是怎樣訪問表數據的：

第一：沒有建立任何索引的表。

這種表咱們稱爲堆表，由於全部的數據頁都是無序的，雜亂無章的，在查詢數據時，須要一條一條記錄查詢，有時第一條記錄就能找到，最壞的狀況 是在最後一條記錄中查找到,可是千萬不要認爲SQL此時查找到數據後會當成結果當即返回，SQL即便查找到了記錄，也會將全部數據遍歷一次，這能從最終的 執行計劃中得知，就是平時說的表掃描，對於沒有索引的表也能查詢，就是效率會特別低，若是數據量稍大的話。

   

問題：SQL是如何得知表沒有索引呢？

SQL在接到查詢請求的時候，會分析sysindexes表中索引標誌符(INDID: Index ID)的字段的值，若是該值爲0，表示這是一張數據表而不是索引表，SQL就會使用sysindexes表的另外一個字段FirstIAM值中找到該表的 IAM 頁鏈也就是全部數據頁集合。至於什麼是IAM,你們能夠網上搜索下。

   

第二：訪問建立有非彙集索引的表。

非彙集索引能夠建多個,造成B樹結構，葉級節點不包含數據頁，只包含索引行。若是表中只有非彙集索引，則每一個索引行包含了非彙集索引鍵值以 及行定位符（ROW ID,RID），他們指向具備該鍵值的數據行。RID由文件ID、頁編號和在頁中行的編號組成。當 INDID的值在2-250之間時，說明表中存在非彙集索引頁。SQL調用ROOT字段的值指向非彙集索引B樹的ROOT，查找與被查詢最相近的值，根據 這個值找到在非葉級節點中的頁號，在葉級節點相應的頁面中找到該值的RID，最後根據這個RID在Heap中定位所在的頁和行並返回到查詢端。

上篇文章的cityid上創建了非彙集索引，執行Select * From student Where cityid='0101'時，查詢過程是：

1. 在sysindexes表查詢INDID值爲2，說明有非彙集索引；

2. 從根出發，在非葉級節點中定位最接近0101的值(枝節點)，查到其位於葉級頁面的第n頁；

3. 在葉級頁面的第n頁下搜尋0101的RID，其RID顯示爲N∶i∶j，表示cityid字段中名爲0101的記錄位於堆的第i頁的第j行，N表明文件的ID值。

4. 在堆的第 i頁第j行將該記錄返回給客戶端。

   

第三：訪問建立有彙集索引的表。

   

彙集索引中，數據所在的數據頁是葉級，索引數據所在的索引頁是非葉級。原理和上述非彙集索引的查詢差很少，因爲記錄是按彙集索引鍵值進行排序，即彙集索引的索引鍵值也就是具體的數據頁。這種狀況比起非彙集索引要簡單不少,由於比非彙集索引少了一層節點查詢。

上篇文章的username字段上創建了彙集索引，此時執行Select* From student Where username='1'時，查詢過程是：

1. 在sysindexes表查詢INDID值爲1，說明表中創建了彙集索；

2. 從根出發，在非葉級節點中定位最接近1的值(枝節點)，再查到其位於葉級頁面的第n頁；

3. 在葉級頁面第n頁下搜尋值爲1的條目，而這一條目就是數據記錄自己；

4. 將該記錄返回客戶端。

 

下圖可作參考：

第四：怎樣訪問既有彙集索引、又有非彙集索引的數據表：

username字段上創建了彙集索引，cityid上創建了非彙集索引，當執行Select * From student Where cityid='0101'時，查詢過程是：

1. 在sysindexes表查詢INDID值爲2,說明有非彙集索引；

2. 從根出發，在cityid的非彙集索引的非葉級節點中定位最接近0101的條目；

3. 從上面條目下的葉級頁面中查到0101的邏輯位置，是彙集索引的指針；

4. 根據指針所指示位置，進入位於username的彙集索引中的葉級頁面中找到0101數據記錄；

5. 將該記錄返回客戶端。