面试题：SQLite索引设计的基础原则相关问题

Question

在SQLite中，简述创建索引时应遵循的一些基础原则，例如在什么样的列上适合创建索引，以及创建索引可能带来的负面影响有哪些？

Answer 1

适合创建索引的列

1. 经常用于查询条件的列：如果在 SELECT 语句的 WHERE 子句中频繁使用某列作为条件进行数据筛选，那么在该列上创建索引可以显著提升查询性能。例如，在一个员工表中，经常根据员工的部门编号查询员工信息，那么在部门编号列上创建索引是合适的。

-- 假设员工表为employees，部门编号列是department_id
CREATE INDEX idx_department_id ON employees(department_id);

2. 连接条件中的列：当使用 JOIN 操作连接多个表时，连接条件中的列适合创建索引。比如，在订单表 orders 和客户表 customers 进行连接查询，连接条件可能是客户ID列。

-- 订单表orders，客户ID列是customer_id
CREATE INDEX idx_customer_id_orders ON orders(customer_id);
-- 客户表customers，客户ID列是customer_id
CREATE INDEX idx_customer_id_customers ON customers(customer_id);

3. 排序或分组的列：若经常在 ORDER BY 或 GROUP BY 子句中使用某列，创建索引有助于加快排序和分组操作。例如，对销售表按销售额进行分组统计。

-- 销售表sales，销售额列是sales_amount
CREATE INDEX idx_sales_amount ON sales(sales_amount);

创建索引可能带来的负面影响

1. 增加存储开销：每个索引都需要额外的存储空间来存储索引数据结构。随着表中数据量的增加以及索引数量的增多，这种存储开销会变得相当可观。例如，一个包含大量数据的日志表，若在多个列上创建索引，索引占用的空间可能会接近甚至超过数据本身占用的空间。
2. 降低数据修改性能：当执行 INSERT、UPDATE 或 DELETE 操作时，数据库不仅要更新表中的数据，还要同时更新相关的索引。这意味着每次数据修改操作都需要更多的I/O和计算资源，从而导致操作速度变慢。例如，在一个频繁插入新订单的订单表中，如果索引过多，插入操作的性能会明显下降。
3. 查询优化器选择复杂性增加：过多的索引可能会使查询优化器在选择执行计划时面临更多的选择，增加了优化器做出次优选择的可能性。这可能导致查询性能不但没有提升，反而下降。例如，复杂的查询在有大量索引的情况下，优化器可能花费更多时间评估不同索引的使用方式，而不是快速选择最优执行路径。