一、索引的概念

索引是帮助MySQL高效获取数据的数据结构（有序）。在数据之外，数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构（B+树），这些数据结构以某种方式引用（指向）数据，这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法，这种数据结构就是索引。

索引的作用

• 帮助MySQL高效获取数据的数据结构（有序）。
• 提高数据检索效率，降低数据的IO成本（不需要全表扫描）。
• 通过索引对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低了CPU的消耗。

二、索引的底层数据结构

MySQL的InnoDB存储引擎采用的索引底层数据结构是B+树。

首先看一下二叉树和B树。

2.1 二叉树

因为二叉树不稳定，导致时间复杂度最好时是O(logN),最坏时是O(N)，所以MySQL没有采用二叉树。

2.2 红黑树

红黑树是平衡的二叉树，每个节点只能有2个子节点。但是如果表中数据量很大，比如1千万，红黑树的高度就会很高，查找数据时需要遍历很多层，查找效率并不高。

2.3 B树

B-Tree，B树是一种多叉平衡查找树，相对于二叉树，B树每个节点可以有多个分支，即多叉。以一棵最大度数（max-degree）为5（5阶）的B-Tree为例，那这个B树每个节点最多存储4个key。节点数据是按照左小右大的顺序按序排列的。B树可以很好的解决大数量时的层高过高的问题。

2.4 B+树

B+Tree是在B-Tree基础上的一个优化，使其更适合实现外存储索引结构，InnoDB存储引擎就是用B+Tree实现其索引结构。非叶子节点只存储指针，主要起索引导航的作用，只有在叶子节点才存储数据。

B树与B+树的区别：

• B树中叶子节点和非叶子结点都会存放数据。
• 磁盘读写代价B+树更低。因为非叶子节点上不存储数据，只存储指针，所以存储压力低。遍历索引树查找某个数据时，因为非叶子节点上不存储数据，所以读写代价低。
• 查询效率B+树更稳定。因为数据都存储在叶子节点上，查询时都要从根节点开始，遍历到叶子节点，效率比较稳定。
• B+树便于扫库和区间查询。因为叶子节点之间通过双向指针进行连接。如果要找到区间内的数据，只需要从根节点找到区间左数，然后通过子节点之间的指针就可以快速找到区间内的全部数据。