MySQL 索引
B树与B+树
首先，索引是一种数据结构，它的目的是加速数据查找效率，具备高效查找效率的数据结构都可以作为索引。比如通过新华词典查汉字，会先通过目录查偏旁部首，然后会得到目标汉字所在页数。这里的目录就是一种索引。
在数据库中，大部分数据是存于磁盘的，我们都知道磁盘随机读写效率很差，因此需要更好的存储方式来提高性能瓶颈。可以快速查找的数据结构不多，常见的有hash表、B树、平衡树、B+树。
如何存储数据？
如果设计一种简单的存储方式，我们可以像新华词典一样，在内存中记录数据在磁盘存储位置（使用平衡树），进行随机读取。它有一些缺点，首先是必须在内存存储数据索引，内存空间是数据量的瓶颈。其次它面多大量随机读，效率很低。因此，如果想要我们的DB能承载海量数据，就必须将索引移动到磁盘中存储，减少对内存的依赖。
如果我们在磁盘中存储平衡树是什么样子？
首先操作系统操作磁盘的方式是按页读写，即操作系统每次读取一页数据进入内存，我们对内存的该页数据读写，该页数据变为脏页，再由操作系统写回磁盘。在内存中，平衡树的每个节点可能占十几个字节，假设一页是4KB（这与操作系统有关），那需要多页存储一颗完整的平衡树，同时平衡树的旋转是整棵树的操作，这是就需要将所有存储平衡树的页都调入内存进行修改。可见该方案维护成本太大，且效率低下。
B-Tree
由于数据读写的粒度是一页，那么我们以页为单位，将树的节点看作一页，当节点的一页数据填满，再创建节点填充下一页。同时平衡树的性能瓶颈在于它的高度，这一缺点在磁盘上被放大，高度意味着需要调取页的次数，因此高度需要降低。
因此B树诞生了，B树是多路平衡查找树。简单的说：每个节点中的数据是有序的，除叶子节点外，每个节点存储有N个数据和N+1个子节点，数据两两之间成为一段区间；每个节点的子节点个数> max(2, [m/2])，m是B的阶；所有叶子节点处于同一水平。（关于B树更详细的介绍可以看这篇博文：https://www.cnblogs.com/lianzhilei/p/11250589.html）
B树的优势在于：
- 高度降低，节点中数据有序，整体查找时间近似logn
- 每次调取一页，适应局部性原理
- 每个节点中同时存放key和key相关的value，最快O(1)命中
B+Tree
B+Tree可以看做B树的改进：
- 每个节点有N个key值，和N个子节点。（B树是N+1）
- B+树中只有叶子节点才会存储实际data，其他节点只存储key值，用作索引。（这一点和跳表有点相似，底层是一层链表，上层对链表中的每一项做了索引，以达到快速找到底层节点的目的）
- 叶子节点包含全部键值信息，且有序排列。
B+树对比B树的优势在于：
- B+树的查找效率更稳定，必须查找到叶子节点。
- B+树叶子节点相连，范围查找能力很强，找到边界直接顺序遍历链表即可。
- 由于非叶子节点只作为索引，所以可以存储更多的元素，因此IO效率更高。（元素更多意味着区间划分越细，定位区间更准确，因此减少页调页）
索引分类
在MyISAM中，索引和数据作为两个文件单独存放，索引文件后缀为.MYI），数据文件后缀为.MYD。B+树索引的叶子节点存放的不是实际data，而是data在数据文件中的位置。而InnoDB中，索引和数据存放在一个文件中（.ibd），每张表对应一个.ibd文件，B+树的叶子节点存放的就是实际data。
主键索引
一张表只能有一个主键，该列字段数据唯一且不为NULL。
二级索引（辅助索引）
辅助索引和数据存放于不同文件，辅助索引也是B+树存储，其叶子节点存储的不是data所在地址，而是索引字段的主键。需要去数据文件通过主键在查询一遍。
- 唯一索引
- 普通索引
- 联合索引
- 前缀索引
- 全文索引
聚簇索引与非聚簇索引
所谓聚簇索引就是B+树叶子节点中存放的是实际数据，就像InnoDB的存储方式；非聚簇索引是B+树叶子节点存放指向实际数据位置的指针，就像二级索引和MyISAM的存储方式。
索引的使用
SQL优化方式
1、开启SQL慢查询日志
2、查询慢日志中的SQL语句，使用explain分析索引使用情况
3、show profile命令可更精准的体现该SQL命令的资源使用情况以及耗时
索引的使用注意事项
1、索引个数限制。索引并不是越多越好，一张表中建议不超过5个。因为索引本身也占资源，再者数据的更新需要维护索引
2、组合索引字段个数限制。单个组合索引字段数不允许超过5个
3、组合索引的前缀匹配规则。索引尽量建在where后面经常使用的字段上，参考索引作用的第一条
4、order by语句需要遵循前缀匹配规则。
5、索引字段值尽量不重复。索引必须建立在离散程度大的列上，比如身份证号、员工工号等，而不是性别、职位等字段，因为性别、职位等字段重复值太多，筛选度低
6、尽量使用主键查询。而不是其他索引，因为主键查询不会触发回表查询
7、使用group by语句时，尽量先过滤再分组。即把条件写在where子句里而不是having子句
索引失效的情况：
1、禁止在select语句后面使用*，而是写出具体要返回的列
2、当使用索引列进行查询的时候尽量不要使用表达式
3、模糊列不能以%开头进行查询
4、范围列可以用到索引，但是范围列后面的列无法用到索引，包括：<、<=、>、>=、between
参考：
https://blog.csdn.net/Baisitao_/article/details/104267080
https://blog.csdn.net/u010648555/article/details/81102957
