姚梦蕾
姚梦蕾

数据库主键与索引详解

目录

主键核心特性

主键必要性问题

索引核心解析

基本定义

优劣分析

索引类型对比

数据结构实现

工作原理

主键与索引核心区别

主键核心特性

  • 唯一标识：确保字段数据不重复且不为空
  • 数量限制：每表仅允许存在一个主键
  • 存储类型：通常采用整数类型存储
  • 自动排序：数据库默认按主键值顺序存储记录

主键必要性问题

数据库表并非必须包含主键，需结合以下要素决策：

  1. 业务需求：是否需要强制唯一性约束
  2. 查询效率：主键可提升查询速度，但需权衡存储成本
  3. 替代方案：合理索引设计可达到类似优化效果

对于高频查询的大数据量表，建议建立主键提升性能；简单配置表可不设主键节省资源。

索引核心解析

基本定义

索引是特殊数据结构文件，包含对数据记录的引用指针，本质是排序后的数据目录。常见实现方式为B+树结构。

优劣分析

优势：

  • 显著提升数据检索速度
  • 增强系统整体性能

劣势：

  • 维护成本：增删改操作效率降低
  • 空间占用：需额外存储空间

索引类型对比

类型 唯一性 空值 数量限制 适用场景
主键索引 强制 禁止 单列 核心业务标识
唯一索引 强制 允许 多列 非主键唯一约束
普通索引 允许 允许 多列 常规查询优化
全文索引 允许 允许 多列 大文本字段检索

数据结构实现

  1. B+树索引（InnoDB默认）

    • 叶子节点形成有序链表
    • 非叶节点作为索引层
    • 适合范围查询及排序

  2. 哈希索引

    • 基于散列表实现
    • 使用除留余数等哈希算法
    • 哈希冲突时采用链式存储
    • 适合精确单条查询

工作原理

  1. 建立字段排序结构
  2. 生成倒排索引表
  3. 附加数据地址链
  4. 查询时通过倒排表快速定位

主键与索引核心区别

  • 唯一性：主键强制非空唯一，索引允许空值和重复
  • 数量限制：主键单表唯一，索引可多列共存
  • 功能定位：主键侧重数据完整性，索引专注查询优化
  • 自动创建：主键自带索引，普通索引需单独建立

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