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索引

在MySQL官方的文档中，索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。

就像我们平常所看的书的目录，如果没有目录，我们就只能一页一页翻找我们想要的内容。而索引同样，如果不存在索引，系统就只能按照字典序一条记录一条记录的查询我们想要的目标。

当然，索引也并不是没有缺点，它毕竟是一种数据结构，就如同我们熟悉的哈希表，红黑树等数据结构一样，高效的查询带来的必定是插入、更新、删除速度的降低。

磁盘

数据库所存储的数据都是掉电不清除的，这是一个很明显的特点，这说明了数据库是将数据存储在磁盘之中的。但是，作为计算机中不可或缺的机械设备，磁盘相较于其它电子元件，其IO效率明显有些不足——这也是为何我们需要内存的原因之一。而数据库是如何提高数据在磁盘上的存取效率的？

这就需要我们先简单认识一下磁盘了。

扇区

深入了解磁盘是如何存储数据的，其掉电保存的原理又是什么……这显然不是我这短短的一篇文章可以写完的，也偏离了我们这篇文章的主题。

这里我们只需要了解一个概念——扇区。

所谓扇区，是磁盘的磁道上被划分出来的一个个小段，每个磁道上的小段的大小可能不同，但至少就目前而言，每一段的存储容量都是相同的，即，512字节(当然现在也有更大容量，更高效的扇区，大小为4096字节)。

数据库文件，本质上便是保存在这些扇区之中的，但是，以我们现在的了解就可以看出，数据库文件很大，并且很多，单一的扇区肯定是放不下的，于是就需要占据多个扇区。而我们在寻找数据的时候，只要能够定位任意一个扇区，就能够查找到所有的扇区，也即找到我们所有的数据。

MySQL的page

虽然一个扇区的大小是512字节，但是貌似没有谁按照一个扇区一个扇区的大小来读取磁盘中的内容，操作系统往往会按照它自定义的一个单位——块来读取，而一块的大小通常为4KB。至于我们此处所讲的MySQL，为了提高基本的IO效率，往往会以16KB为基本数据单元，而MySQL中将这个基本数据单元称为page。

关于更加详细的MySQL的IO，相关资料多是使用InnoDB存储引擎进行讲解，其中往往会涉及到两种鼎鼎大名的数据结构——B树以及B+树。这由于我个人实在太菜，就不班门弄斧，误人子弟了。

聚簇索引与非聚簇索引

简单解决一下上一篇文章中关于主键与唯一键的遗留问题，聚簇索引(聚集索引)与非聚簇索引(非聚集索引)。

聚簇索引与非聚簇索引本质上是B+树索引按照存储方式的不同进行的分类。

要说B+树就要先提到B树。而B树，我们还是要从平衡二叉树来讲起。

平衡二叉树是一种特殊的二叉查找树，它可以通过算法使得所有叶子节点的高度相差不会过大，从而保证了整棵树的高度尽可能小，提高了查找的效率。但是，如果用在磁盘中数据的查找上，平衡二叉树的效率就有点促襟见肘了，尤其是在数据库中文件大且多的情况下，二叉树的节点会非常多，高度也会变得极高。此时就需要一种单个节点可以存储多个键值和数据的平衡树——B树。

B树相对于平衡二叉树，其每个节点存储了更多的键值以及数据，并且每个节点的子节点个数也不再局限于两个，而是可以更多，一般会将子节点个数称之为阶。由于这种种特性，使得B树的高度相对于平衡二叉树降低了许多，也极大的提高了读取效率。

B+树是另一种平衡的多叉树，它与B树非常相像，但又有很大不同。首先，B树的节点又有数据又有键值，而B+树的非叶节点只有键值，省去了数据也使得它的非叶节点可以存储更多的键值，使得树更加矮。B+树的叶子节点中存有数据与键值，但也不仅如此，B+树的相邻叶子节点之间是相连的，这样在一定程度上方便了范围查找。

在存在主键的情况下，以主键作为B+树索引的键值而构建的B+树索引，被称为聚簇索引，也即聚集索引。而在主键不存在的情况下，InnoDB存储引擎会隐式的给我们创建一个“伪主键”，然后，创建聚簇索引。

至于非聚簇索引则简单了许多，通过主键以外的列值构建的B+树索引就被称为非聚簇索引。

索引的创建方式

通常来说，索引可以分为四类：主键索引、唯一索引、普通索引、全文索引。

创建主键索引

• 在创建表的时候，直接在字段名后面指定primary key
• • create table user(id int primary key, name varchar(11), tel varchar(15));
• 在创建表的最后，指定某列或某几列为主键索引
• • create table user(id int, name varchar(11), tel varchar(15), primary key(id, name));
• 创建表以后再添加主键索引
• • create table user(id int, name varchar(11), tel varchar(15));
• • alter table user add primary key(id);

主键索引的特点：

• 一个表中，最多有一个主键索引
• 主键索引的效率高
• 创建主键索引的列，其值不能为null，且不能重复
• 主键索引的列基本上都是int

创建唯一索引

• 在表定义时，某一列可以直接指定unique属性
• • create table user(id int, name varchar(11) unique, tel varchar(15));
• 创建表的最后，指定某列或某几列为唯一索引
• • create table user(id int, name varchar(11), tel varchar(15)，unique(id, name));
• 创建表最后再添加唯一索引
• • create table user(id int, name varchar(11), tel varchar(15));
• • alter table user add unique(id);

唯一索引的特点：

• 一个表可以有多个唯一索引
• 唯一索引查询效率高
• 如果指定某一列为唯一索引，则该列不能有重复值，空值除外
• 如果一个唯一索引指定为not null，则它可以等价为主键索引

创建普通索引

• 创建表的最后，指定某列为普通索引
• • create table user(id int, name varchar(11), tel varchar(15)，index(id));
• 创建表最后再添加普通索引
• • create table user(id int, name varchar(11), tel varchar(15));
• • alter table user add index(id);
• 创建一个索引名为 idx_name 的索引
• • create table user(id int, name varchar(11), tel varchar(15));
• • create index idx_name on user(id);

普通索引的特点：

• 一个表中可以有多个普通索引
• 如果某个列需要创建索引，但是该列有重复的值，那么就使用普通索引

全文索引

当对文章字段或有大量文字的字段进行检索时，会使用到全文索引。MySQL提供全文索引机制，但是有要求，要求表的存储引擎必须是MyISAM，而且默认的全文索引支持英文，不支持中文。如果对中文进行全文检索，可以使用sphinx的中文版(coreseek)。

索引创建原则

• 频繁作为查询条件的字段应该作为索引
• 唯一性太差的字段不适合作为索引
• 更新频繁的字段不适合作为索引
• 不会出现再where子句中的字段不该创建索引