十五、B+ 树索引

索引页

　　现在我们知道，innodb 会把每个数据页最小主键和所在数据页组成一个主键目录，然后根据主键查找记录时，在主键目录上使用二分法即可快速查找到记录所在的数据页。可是在数据量极大的场景下，数据页数量会极大，然后主键目录也会很大，如果还是使用这种方式也是不可取的。

　　所以实际上 innodb 会把索引也放在数据页中，这就是所谓的索引页。

B+ 树索引树

　　跟数据页一样，把索引页中最小的主键ID和所在的索引页当作一个新的索引页，以此类推，最终形成一棵 B+ 树，然后在使用主键 ID 查找时，就可以通过 B+ 树定位到记录所在的数据页。

聚簇索引

　　根据之前的讨论，索引页其实跟数据页一样，只不过索引页不存放真实的数据，它在整个 B+ 树中属于非叶子节点，数据页属于叶子节点，像这种索引页+数据页组成的 B+ 树就是聚簇索引，属于一级索引，并且每个表有且只有一个聚簇索引。

非聚簇索引

　　与聚簇索引相对应的非聚簇索引，属于二级索引或者称为辅助索引。是由除主键外其它字段建立的索引。与聚簇索引不同的是，非聚簇索引的叶子节点并不保存完整的数据。

　　如果使用非聚簇索引查询的字段是索引字段，那么查询到索引后直接返回，SQL 语句类似于 “ select name from user where name = 'zhangsan' ”，其中 “name” 字段为非聚簇索引。

　　如果使用非聚簇索引查询完整的数据行，那么查询到索引后会通过索引的主键 ID 再次 “回表” 查询完整的数据。所谓的 “回表”，就是非聚簇索引查到索引后，再次通过索引的主键 ID 在聚簇索引上查找到数据所在的数据页，然后从数据页返回完整的数据。SQL 语句类似于 “ select * from user where name = 'zhangsan' ”

　　非聚簇索引可以是一个字段，也可以是多个字段的组合索引。比如字段 “name” 和 “age” 可以单独建立一颗 B+ 索引树，也可以联合建立，SQL 语句为 “ create index {index_name} on {table_name} ({filed_name},...) ”

　　然后在查询时使用单个索引查询时，比如：select * from user where name = 'zhangsan' 或者 select * from user where age = 12，都可以查询。

　　在查询是使用组合索引查询时，有几个匹配规则。设定给 user 表建立联合索引 "create index user_index on user (name,age,score)" 。

　　等值匹配：select * from user where name = 'zhangsan' and age = 12 and score = 1 ；where 条件中的字段与索引字段完全一致，并且是等值查询，即使字段顺序不一致也可以。
　　最左侧列匹配：select * from user where name = 'zhangsan' ；在 where 条件中不一定全部字段都要使用，只用最左侧字段也是可以的。但是如果跳过最左侧字段就不行了， 因为索引的匹配顺序是从左到右进行的，所以在建立索引时需要考虑联合索引的字段顺序。
　　最左前缀匹配：select * from user where name like 'zhang%' ；索引字段在使用模糊匹配时也可以使用索引查询，但只能是右模糊匹配。
　　范围匹配：select * from user where name > 'zhangsan' and name < 'lisi' and age < 12 ；这时 name 字段的范围匹配也会使用索引，但是 age 字段则不会使用索引，因为最左侧字段可以直接匹配到数据所在的数据页段（数据页都是有序排列的）。
　　等值匹配+范围匹配：select * from user where name = 'zhangsan' and age > 2 and age < 5 ；where 条件的 name = 'zhangsan' 和紧跟着的范围查询 age > 2 会使用索引，而 age < 5 将不会使用索引。

　　在查询时使用合并索引查询时，比如：select * from user where name = 'zhangsan' 或者 select * from user where age = 12  以及 select * from user where name = 'zhangsan' and age = 12 都可以查询。

　　看起来，合并索引比组合索引可以适应更多的情景，但是多个索引将会占用更多的空间，且难以维护，因为增删改会调整索引的结构，这个过程是极为耗时的。