• Android 数据库优化 索引


    在android开发中会使用到数据库,在频繁的查询以及大量数据中查询的时候速度非常缓慢,容易出现卡顿的情况,可以使用索引进行优化

    1、索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构,使用索引可快速访问数据库表中的特定信息。

    2:原理

     索引是对数据库表中一个或多个列(例如,user表的姓名 (name) 列)的值进行排序的结构。如果想按特定职员的姓来查找他或她,则与在表中搜索所有的行相比,索引有助于更快地获取信息。

     例如这样一个查询:select * from table1 where id=10000。如果没有索引,必须遍历整个表,直到ID等于10000的这一行被找到为止;有了索引之后(必须是在ID这一列上建立的索引),即可在索引中查找。由于索引是经过某种算法优化过的,因而查找次数要少
       的多。可见,索引是用来定位的。
     
    3、根据数据库的功能,可以在数据库设计器中创建三种索引:唯一索引、主键索引和聚集索引。
      唯一索引 
      唯一索引是不允许其中任何两行具有相同索引值的索引。
      当现有数据中存在重复的键值时,大多数数据库不允许将新创建的唯一索引与表一起保存。数据库还可能防止添加将在表中创建重复键值的新数据。例如,如果在employee表中职员的姓(lname)上创建了唯一索引,则任何两个员工都不能同姓。
      主键索引
      数据库表经常有一列或多列组合,其值唯一标识表中的每一行。该列称为表的主键。
      在数据库关系图中为表定义主键将自动创建主键索引,主键索引是唯一索引 的特定类型。该索引要求主键中的每个值都唯一。当在查询中使用主键索引时,它还允许对数据的快速访问。
      聚集索引
      在聚集索引中,表中行的物理顺序与键值的逻辑(索引)顺序相同。一个表只能包含一个聚集索引。
      如果某索引不是聚集索引,则表中行的物理顺序与键值的逻辑顺序不匹配。与非聚集索引相比,聚集索引通常提供更快的数据访问速度。
    4、索引的使用
           根据上文的分析,我们大致对什么时候使用索引有了自己的想法(如果你没有,回头再看一遍。。。)。一般我们需要在这些列上建立索引:
      1)在经常需要搜索的列上,这是毋庸置疑的; 
      2)经常同时对多列进行查询,且每列都含有重复值可以建立组合索引,组合索引尽量要使常用查询形成索引覆盖(查询中包含的所需字段皆包含于一个索引中,我们只需要搜索索引页即可完成查询)。 同时,该组合索引的前导列一定要是使用最频繁的列。
      对于前导列的问题,在后面sqlite的索引使用介绍中还会做讨论。
      3)在经常用在连接的列上,这些列主要是一些外键,可以加快连接的速度,连接条件要充分考虑带有索引的表。; 
      4)在经常需要对范围进行搜索的列上创建索引,因为索引已经排序,其指定的范围是连续的,同样,在经常需要排序的列上最好也创建索引。
      6)在经常放到where子句中的列上面创建索引,加快条件的判断速度。要注意的是where字句中对列的任何操作(如计算表达式,函数)都需要对表进行整表搜索,而没有使用该列的索引。所以查询时尽量把操作移到等号右边。

      对于以下的列我们不应该创建索引:
      1)很少在查询中使用的列
      2)含有很少非重复数据值的列,比如只有0,1,这时候扫描整表通常会更有效
      3)对于定义为TEXT,IMAGE的数据不应该创建索引。这些字段长度不固定,或许很长,或许为空。
      当然,对于更新操作远大于查询操作时,不建立索引。也可以考虑在大规模的更新操作前drop索引,之后重新创建,不过这就需要把创建索引对资源的消耗考虑在内。总之,使用索引需要平衡投入与产出,找到一个产出最好的点。

    5、 在sqlite中使用索引 

      1)Sqlite不支持聚集索引,android默认需要一个_id字段,这保证了你插入的数据会按“_id”的整数顺序插入,这个integer类型的主键就会扮演和聚集索引一样的角色。所以不要再在对于声明为:INTEGER PRIMARY KEY的主键上创建索引。
      2)很多对索引不熟悉的朋友在表中创建了索引,却发现没有生效,其实这大多数和我接下来讲的有关。对于where子句中出现的列要想索引生效,会有一些限制,这就和前导列有关。所谓前导列,就是在创建复合索引语句的第一列或者连续的多列。
      比如通过:  CREATE INDEX comp_ind ON table1(x, y, z)创建索引,那么x,xy,xyz都是前导列,而yz,y,z这样的就不是。下面讲的这些,对于其他数据库或许会有一些小的差别,这里以sqlite为标准。在where子句中,
      前导列必须使用等于或者in操作,最右边的列可以使用不等式,这样索引才可以完全生效。同时,where子句中的列不需要全建立了索引,但是必须保证建立索引的列之间没有间隙。举几个例子来看吧:

    用如下语句创建索引:
    CREATE INDEX idx_ex1 ON ex1(a,b,c,d,e,...,y,z);
    这里是一个查询语句:
    ...WHERE a=5 AND b IN (1,2,3) AND c IS NULL AND d='hello'
    这显然对于abcd四列都是有效的,因为只有等于和in操作,并且是前导列。
    再看一个查询语句:
    ... WHERE a=5 AND b IN (1,2,3) AND c>12 AND d='hello'
    那这里只有a,b和c的索引会是有效的,d列的索引会失效,因为它在c列的右边,而c列使用了不等式,根据使用不等式的限制,c列已经属于最右边。
    最后再看一条:
    ... WHERE b IN (1,2,3) AND c NOT NULL AND d='hello'

    索引将不会被使用,因为没有使用前导列,这个查询会是一个全表查询。

    其实除了索引,对查询性能的影响因素还有很多,比如表的连接,是否排序等。影响数据库操作的整体性能就需要考虑更多因素,使用更对的技巧,不得不说这是一个很大的学问。

    最后在android上使用sqlite写一个简单的例子,看下索引对数据库操作的影响。
    创建如下表和索引:
       db.execSQL("create table if not exists t1(a,b)");        
       db.execSQL("create index if not exists ia on t1(a,b)");
    插入10万条数据,分别对表进行如下操作:
    select * from t1 where a='90012'
    插入:insert into t1(a,b) values('10008','name1.6982235534984673')
    更新:update t1 set b='name1.999999' where a = '887'

    删除:delete from t1 where a = '1010'

    数据如下(5次不同的操作取平均值):
    操作   无索引    有索引
    查询   170ms  5ms
    插入   65ms   75ms
    更新   240ms  52ms
    删除   234ms  78ms

            可以看到显著提升了查询的速度,稍稍减慢了插入速度,还稍稍提升了更新数据和删除数据的速度。如果把更新和删除中的where子句中的列换成b,速度就和没有索引一样了,因为索引失效。所以索引能大幅度提升查询速度,对于删除和更新操作,如果where子句中的列使用了索引,即使需要重新build索引,有可能速度还是比不使用索引要快的。对与插入操作,索引显然是个负担。同时,索引让db的大小增加了2倍多。

           还有个要吐槽的是,android中的rawQurey方法,执行完sql语句后返回一个cursor,其实并没有完成一个查询操作,我在rawquery之前和之后计算查询时间,永远是1ms...这让我无比苦闷。看了下源码,在对cursor调用moveToNext这些移动游标方法时,都会最终先调用getCount方法,而getCount方法才会调用native方法调用真正的查询操作。这种设计显然更加合理。
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
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