索引

1.什么是索引？

索引是帮助数据库高效获取数据的数据结构,本质是通过排序来快速查找。

除了数据，数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构，这些数据结构以某种方式指向数据的地址（硬盘位置）,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。

索引本身也很大，不可能全在内存中，所以往往也以索引文件的形式保存在磁盘上。

 

2.索引的作用？

排序 order by，搜索条件 where。

 

3.索引的数据结构是什么？

一般都是B+Tree（多路搜索树，不一定是二叉的），也有hash索引，full-text全文索引，r-tree索引。

 

4.索引的优势

　　4.1 类似图书馆建书目索引，提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本；

　　4.2 通过索引列对数据进行排序，降低了数据排序的成本，降低了cpu的消耗。

 

5.索引的劣势

　　5.1 索引其实也是一张表，存储了主键和索引字段，并指向实体表的记录，因此索引也是要占用空间的；

　　5.2 索引提高了查询速度，但是会降低写的操作，insert,update,delete等，因为这种操作会更新索引；

　　5.3 索引本身不是一劳永逸，需要根据需求的变化维护，提高了这块的成本。

 

6.索引的分类
　　6.1 单值索引：只包含一个列的索引，一个表可以有多个单列索引；

　　6.2 唯一索引：值必须唯一，但是可以为空；

　　6.3 复合索引：一个索引包含多个列，比较推荐使用，因为现在很少有单条件查找的情况。

 

7.索引原理（B+Tree）

　　

 

 B+树，浅蓝色为磁盘块，每个磁盘块都有深蓝色的数据项和黄色的指针，如磁盘块1有数据项17,35和指针p1,p2,p3。

p1表示小于17的磁盘块2，p2表示17-35之间的磁盘块3，p3表示大于35的磁盘块4。

真实的数据，3,5,9,10,13,15....存在于叶子节点，非叶子节点存储的不是真实的数据，而是引导搜索方向的数据项，如17,35。

已查找29为例，首先加载磁盘1，发生1次IO，判断出29在17和35之间，于是锁定磁盘1的指针p2，通过磁盘1的p2指针的磁盘地址加载磁盘3，发生第2次IO，判断29在26和30之间，锁定磁盘3的指针p2，加载磁盘8，发生第3次IO，同时内存做二分查找查到29，结束查询，一共发生了3次IO。

 

8.索引适用的场景

　　8.1 主键自动是唯一索引；

　　8.2 频繁作为查询条件的字段；

　　8.3 频繁作为排序的字段；

　　8.4 查询中统计或分组的字段；

　　8.5 与其他表的关联字段。

 

9.索引不适用的场景

　　9.1 记录很少的表，几百上千万把条的，不需要特意建；

　　9.2 经常增删改的字段；

　　9.3 大量重复值的字段，没有意义，例如国籍，性别，省份这种。