openGauss数据库实验教程 课件 第10章 索引的构建与使用

第十章

索引的构建与使用深入理解索引构建与系统开销目录实验介绍1.实验步骤3.实验讨论与总结5.实验原理2.实验结果4.1.实验介绍了解实验的整体背景与内容实验简介实验基本情况01实验目标理解与验证索引构建流程、使用方法与系统开销，增强调试能力02实验内容涉及B+树索引实现、查询计划关联、系统表信息等，内容综合03实验难点代码添加错误需迭代排错，增强系统软件调试能力实验目标明确实验要达成的各项成果理解原理掌握索引结构、B+树索引及查询执行计划关联的原理掌握方法学会用CREATEINDEX语句构建索引及添加代码输出信息了解信息熟悉索引相关系统表、函数与结构体的源代码信息2.实验原理剖析实验背后的技术原理索引结构索引定义加速大规模数据查找的数据结构，建立快速键值对检索索引原理对数据表列建立有序结构，通过键值定位记录索引优势加速数据检索，优化复杂查询如范围查询和排序查询索引代价增加存储空间、写入时间和维护复杂性，可能影响查询效率认识索引及其相关概念B+树索引探究B+树索引的特点与树结构多叉树结构，非叶子存关键字和指针，叶子存数据记录B+树特点01易实现，查询效率高，减少磁盘读写操作B+树优势02有元、根、分支和叶节点页面，各页作用不同openGaussB+树结构03先排序索引元组项，再依次写入叶节点页面B+树索引构建04B+树索引结构示例B+树索引结构示例图openGauss中的B+树索引结构openGauss中B+树索引结构示意图btree索引的节点页面组织btree索引节点页面组织示意图CREATEINDEX语句掌握创建索引的SQL语句创建原则仅在经常查询、连接条件等字段上创建索引语法格式包含UNIQUE、CONCURRENTLY等多项参数参数说明解释UNIQUE、USINGmethod等参数的作用和含义索引相关函数与结构体了解索引构建涉及的函数与结构体从standard_ProcessUtility到_bt_buildadd的函数调用步骤函数调用流程如DefineIndex、index_create、btbuild等关键函数重要函数如IndexBuildResult、BTPageState等结构体的信息相关结构体各函数在索引构建中的具体操作和流程函数具体操作btree索引的节点页面结构btree索引节点页面结构示例图实验步骤详细展示实验的操作流程构建btree索引在表中构建btree索引并分析启动数据库，删除旧表，创建users表及函数实验准备向users表插入随机生成的100行元组数据插入查询指定姓名元组，分析查询执行计划查询分析在u_name列创建btree索引，再次分析查询计划索引创建索引相关的系统表查看与索引相关的系统表信息查看索引和表在pg_class中的对应行信息查看pg_class查看索引和表对应的磁盘文件及占用页面情况查看磁盘文件获取索引键包含的表属性在pg_attribute中的信息查看pg_attribute了解索引在pg_index表中的相关信息查看pg_index查看索引对其他对象的依赖信息查看pg_depend获取openGauss支持的索引访问方法信息查看pg_am索引的作用与开销分析索引在不同规模数据下的作用与开销不同规模数据测试在100、1000、100000行元组表上创建索引并查询查询计划对比对比不同规模下使用索引和不使用索引的查询计划空间开销分析查看索引和表的空间大小，计算索引占比添加代码分析btree索引构建过程添加代码位置在btbuild_internal等函数中添加输出信息的代码编译安装停止数据库，编译安装修改后的代码构建索引输出信息启动数据库，构建索引并查看gsql输出的相关信息通过添加代码分析索引构建添加代码示例在nb_tree.cpp文件添加代码示例添加代码示例在nb_sort.cpp添加代码示例添加代码示例在nb_sort.cpp添加代码示例使用pageinspect插件分析索引页面确保pageinspect插件已成功安装插件安装重新创建表并插入1000行随机元组，构建索引数据准备使用bt_metap、bt_page_stats、bt_page_items函数分析函数使用借助插件分析索引页面详情实验结果展示实验的最终结果结果查看按要求查看实验各环节的结果步骤1结果完成实验步骤1，思考指定输出结果的原因01步骤2结果完成步骤2，查看对应的输出结果02步骤3结果完成步骤3，查看输出结果03步骤4结果完成步骤4，查看创建索引的gsql输出04步骤5结果完成步骤5，