1.索引概述

索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。在没有索引时，查询数据会进行全表扫描，查询速度慢，创建索引后，会在指定的字段上形成一个索引的数据结构，如二叉树，减少磁盘I/O次数，从而大大提升查询的效率。

2.索引的优缺点

优点：

• 提高数据的检索效率，降低数据库的I/O成本。
• 创建唯一索引，保证每行数据的唯一性。
• 加速表与表之间的连接，增加查询效率。
• 减少查询中分组和排序的时间。

缺点：

• 创键的索引为数据结构，会占用磁盘空间。
• 创建和维护索引需要耗费时间。
• 降低更新表的速度，会影响DML语句的效率（需要对索引进行维护）

索引可以提高查询速度但会影响插入记录的速度，可以先删除索引，再插入数据，所有数据插入之后重新创建索引

3.索引的分类

• 从功能逻辑上分为4种：普通索引、唯一索引、主键索引、全文索引
• 按照物理实现方式分为2种：聚簇索引和非聚簇索引
• 按照作用字段个数分为：单列索引和联合索引
• 从底层实现分为：B+Tree索引、B-Tree索引和Hash索引

3.1.普通索引

没有任何附加限制条件，只是用于提高查询效率。普通索引可以创建在任何数据类型上，其值是否唯一和非空由字段本身的完整性约束条件决定。

3.2.唯一索引

使用UNIQUE参数可以设置索引为唯一性索引，在创建唯一性索引时，限制该索引的值必须是唯一的。

3.3.聚簇（主键）索引

聚簇索引是InnoDB存储引擎中（MyISAM不支持聚簇索引）的一中数据存储方式，所有的用户记录都存储在了叶子结点上，数据和索引是一个文件（.idb） ，也就是：数据即索引。

聚簇索引的特点：

• 记录主键值的大小进行页的排序：

  • 页内的记录按照主键的大小顺序排成一个单向链表。
  • 各个页之间根据页内主键大小排成一个双向链表。
  • 存放目录项的页分为不同层次，同一层次中各个页排成一个双向链表。

• B+树的叶子结点存储了完整的用户记录（所有列的值） 。

• InnoDB存储引擎会自动根据主键创建聚簇索引，不需要手动创建。

• MyISAM不支持聚簇索引。

• 每个表只能有一个聚簇索引，一般是主键

• 若没有定义主键，InnoDB会选择非空的唯一索引代替；若没有，InnoDB会隐式定义一个主键作为聚簇索引

• 为了充分利用聚簇的特性，主键列尽量选用有序的ID

聚簇索引的优点：

• 数据访问更快，因为将数据和索引保存在同一个B+树中。
• 对于主键的排序查找和范围查找速度非常快，节省I/O操作。

聚簇索引的缺点：

• 插入速度严重依赖插入顺序，按照主键的顺序插入是最快的方式，否则会出现页分裂 （将当前页面分裂成两个页面，本页面的一些记录移动到新创建的页面） 。因此一般定义一个自增的列为主键。
• 更新主键的代价很高，因为更新会导致该行移动。因此一般定义主键不可更新。

InnoDB为什么采用B+树：

• 数据库查询经常会出现非等值查询，哈希索引在这种情况下无法工作。
• 相比于B树，B+树索引非叶子节点不存放数据，因此其内部结点相对B树更小，从而磁盘一次IO可以读取更多的索引数据，有效减少磁盘IO次数。
• 数据库查询经常会出现范围查询，B+树底层的叶子节点之间按照顺序排列，可以更有效的实现范围查询。

3.4.非聚簇索引（二级索引）

区别于聚簇索引，数据与索引分离。

非聚簇索引特点：

• 使用非主键字段作为数据页的排序规则。
• 叶子结点中记录的不是完整的用户记录，而是作为索引的关键字段和主键这两列的值（如果是联合索引则多列）。
• 根据索引的关键字段来查询一条完整的用户记录时，需要通过两次索引查找：通过找到的主键值再到聚簇索引中进行回表，从而找到完整的记录。
• 一张表可以存在多个非聚簇索引。

MyISAM索引方案：

• MyISAM中所有索引都是非聚簇索引。
• 数据文件（ .MYD）和索引文件分开存储（ .MYI）。
• B+树索引的叶子结点的data域存放的是对应.MYD文件中数据记录的地址。
• MyISAM中所有索引都有回表操作，且回表速度比InnoDB快，因为直接得到地址偏移量。

InnoDB索引与MySAM索引对比：