一、索引是什么

1.索引简介
索引其实是以文件形式存储在磁盘上的一种数据结构，索引检索需要磁盘I/O操作。与主存不同，磁盘I/O存在机械运动耗费，因此磁盘I/O的时间消耗是巨大的。

2.IO简介
IO在计算机中指 输入与输出，由于程序和运行时数据是在内存中驻留，由CPU这个超快的计算核心来执行，涉及到数据交换的地方，通常是磁盘、网络等，就需要IO接口。生活例子: 需要记住关键的事情都需要写在笔记本上，需要的时候在拿出来看，每次去笔记本上看记录时就是IO，如果记忆好的人会记住这件事情，直接就能读出来，这就是缓存(计算机里面更加不能一直保存)。

二、索引算法

1.数据库基本都是使用B+Tree算法实现

2.数据库索引是使用磁盘I/O次数来评价索引结构的优劣

3.B-Tree
(1) B-Tree的定义，可知检索一次最多需要访问h-1个节点（根节点常驻内存）。数据库系统的设计者巧妙利用了磁盘预读原理，将一个节点的大小设为等于一个页，这样每个节点只需要一次I/O就可以完全载入

(2) 实际实现B-Tree还需要使用如下技巧：每次新建节点时，直接申请一个页的空间，这样就保证一个节点物理上也存储在一个页里，加之计算机存储分配都是按页对齐的，就实现了一个node只需一次I/O

(3) 采用B-Tree存储结构，搜索时I/O次数一般不会超过3次，所以用B-Tree作为索引结构效率是非常高的，但是B-tree中的节点根据实际情况可以包含大量的关键字信息和分支

4.B+Tree
(1) B-Tree的搜索复杂度为O(h)=O(logdN)，所以树的出度d越大，深度h就越小，I/O的次数就越少。B+Tree恰恰可以增加出度d的宽度，因为每个节点大小为一个页大小，所以出度的上限取决于节点内key和data的大小

(2) 由于B+Tree的内节点去掉了data，因此可以拥有更大的出度，从而拥有更好的性能

三、聚集索引与非聚集索引

1.聚簇索引
(1) 聚簇索引的数据的物理存放顺序与索引顺序是一致的，即：只要索引是相邻的，那么对应的数据一定也是相邻地存放在磁盘上的。聚簇索引要比非聚簇索引查询效率高很多

(3) 每个表只能有一个聚簇索引，因为一个表中的记录只能以一种物理顺序存放

(4) Innodb的默认索引

2.非聚簇索引

(1) 非聚集索引，类似于图书的附录，那个专业术语出现在哪个章节，这些专业术语是有顺序的，但是出现的位置是没有顺序的。但是，一个表可以有不止一个非聚簇索引

(2) 实现原理就是使用叶子节点存储引用行的主键(可以说是聚集索引)

(3) 聚集索引是非聚簇索引的一种索引，即主+辅索引的索引方式，这种主+辅索引的好处是，当发生数据行移动或者页分裂时，辅助索引树不需要更新，因为辅助索引树存储的是主索引的主键关键字，而不是数据具体的物理地址

(4)所以非聚簇索引要访问两次索引

四、索引的类型

1.UNIQUE(唯一索引)：不可以出现相同的值，可以有NULL值

2.INDEX(普通索引)：允许出现相同的索引内容

3.PROMARY KEY(主键索引)：不允许出现相同的值

4.FULLTEXT INDEX(全文索引)：可以针对值中的某个单词，但效率很差

5.组合索引：实质上是将多个字段建到一个索引里，列值的组合必须唯一

五、索引技巧

1.索引不会包含有NULL的列

(1) 只要列中包含有NULL值，都将不会被包含在索引中，复合索引中只要有一列含有NULL值，那么这一列对于此符合索引就是无效的

2.使用短索引

(1)对串列进行索引，如果可以就应该指定一个前缀长度。例如，如果有一个char（255）的列，如果在前10个或20个字符内，多数值是唯一的，那么就不要对整个列进行索引。短索引不仅可以提高查询速度而且可以节省磁盘空间和I/O操作

3.索引列排序

(1) mysql查询只使用一个索引，因此如果where子句中已经使用了索引的话，那么order by中的列是不会使用索引的。因此数据库默认排序可以符合要求的情况下不要使用排序操作，尽量不要包含多个列的排序，如果需要最好给这些列建复合索引

4.like语句操作

(1) 一般情况下不鼓励使用like操作，如果非使用不可，注意正确的使用方式。like ‘%aaa%’不会使用索引，而like ‘aaa%’可以使用索引

5.不要在列上进行运算

6.不使用NOT IN 、<>、！=操作，但<,<=，=，>,>=,BETWEEN,IN是可以用到索引的

7.索引要建立在经常进行select操作的字段上

(1) 这是因为，如果这些列很少用到，那么有无索引并不能明显改变查询速度。相反，由于增加了索引，反而降低了系统的维护速度和增大了空间需求

8.索引要建立在值比较唯一的字段上

9.对于那些定义为text、image和bit数据类型的列不应该增加索引。因为这些列的数据量要么相当大，要么取值很少

10.在where和join中出现的列需要建立索引

11.where的查询条件里有不等号(where column != …),mysql将无法使用索引

12.如果where字句的查询条件里使用了函数(如：where DAY(column)=…),mysql将无法使用索引

13.在join操作中(需要从多个数据表提取数据时)，mysql只有在主键和外键的数据类型相同时才能使用索引，否则及时建立了索引也不会使用

14.explain可以帮助开发人员分析SQL问题,explain显示了mysql如何使用索引来处理select语句以及连接表,可以帮助选择更好的索引和写出更优化的查询语句

六、索引与锁

1.锁用到索引就是行锁，如果没有用到索引就是表锁，所以操作的数据必须用到锁才行

(1) 如果没有建立索引的话，在进行数据选取或者定位的时候是通过全表扫描的形式来进行的，这样就会形成表锁，要是有索引的话就会直接定位到指定的行，就是形成行锁，这里注意在更新数据时假如没用到索引也会全表扫描