一、索引的概念

索引的定义

索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种结构，使用索引可快速访问数据库表中的特定信息。

如下图：

数据库索引的实现方式

索引通常采用 B 树或 B+ 树等结构。索引由索引项组成，索引项由来自表中每一行的一个或多列（搜索关键字）组成。B 树按搜索关键字排序，可以在搜索关键字的任何关键字上进行高效搜索。

为什么需要索引

假设我们不能通过索引定位数据库内的信息，现在需要在学生表中寻找张三，那么我们为了找到他，就得遍历整张表。查找时间将随着表内数据量的增加而增加，这并不会是我们想要看到的结果。

如果引入了索引，我们能直接通过索引定位张三，获得他的相关数据，无论数据量如何增长，查找时间都是O(1)，很显然能够减少时间开销。

建立索引的代价

索引无疑能减少数据查找所需要的时间，但创建索引也是需要付出代价的：

1、索引在数据库中会占用一定的存储空间

2、在对数据进行更新（插入、删除、修改）操作时，为使索引和数据保持一致，还需要对索引进行维护

索引的优缺点

优点

1. 保证数据库表中每一条数据的唯一性

2. 大大加快数据的检索速度

3. 加速表与表间的连接

4. 在使用分组和排序子句进行数据检索时，同样可以显著减少查询中分组和排序的时间

5. 通过使用索引，可以在查询的过程中，使用优化的隐藏器，提高系统的性能

缺点

1. 创建索引和维护索引需要花费时间，而且时间将随数据量的增加而增加

2. 索引需要占物理空间，除了数据表占数据空间以外，每一个索引还要占一定的空间，如果要建立的是聚簇索引，那么需要的空间就会更大

3. 当对表中的数据进行增加、删除、修改操作时，索引也需要进行动态的维护，这就降低了数据的维护速度

二、索引的分类

聚簇索引

定义

聚簇索引是一种存储方法，使表中的数据与索引存储在相邻物理空间，并使行的物理顺序与索引的顺序保持一致。

适用场景

1. 键值连续的记录集

2. 经常要搜索范围值的列

3. 需要以某种特殊的顺序频繁访问记录、检索相关的记录集

4. 根据值的范围检索行记录

非聚簇索引

定义

非聚簇索引是：数据存储在一个地方，索引存储在另一个地方，索引带有指针指向数据的存储位置。

唯一索引

定义

唯一索引确保索引列不包含重复的值

三、注意事项

虽然索引能大大地提高效率，但并不是每一个数据列都能使用索引的：

适合创建索引的列特点

1. 经常需要搜索的列

2. 作为主键的列，强制该列的唯一性和组织表中数据的排列结构

3. 经常用于连接的列，这些列主要是一些外键

4. 经常需要根据范围进行搜索的列上

5. 经常需要排序的列

6. 经常使用在where子句中的列

不适合创建索引的列特点

1. 查询中很少使用的或用作参考的列

2. 很少数据值的列

3. 定义为 text,img,bit数据类型的列

4. 修改性能远远大于检索性能的列。

这是因为，修改性能和检索性能是互相矛盾的。当增加索引时，会提高检索性能，但是会降低修改性能。当减少索引时，会提高修改性能，降低检索性能。因此，当修改操作远远多于检索操作时，不应该创建索引。

四、建立索引的原则

1. 选择数据量较大的表建立索引

2. 建立索引的数量要适量

3. 选择合适的时机建立索引

4. 优先考虑主键列建立聚簇索引

5. 为支持连接操作，考虑在外键上建立非聚簇索引

6. 最好选择包含大量非重复值的列建立非聚簇索引