索引

1. 索引是一种数据结构，基于数据库表创建，包含一个表中某些列的值以及记录对应的地址，目的是为了优化查找速度。

2. 索引结构的实现方式：

1. 二叉查找树，红黑树：相对于B族树而言，深度高，逻辑相邻的节点实际存储可能分散很远，需要多次IO读取，效率低。
2. B树：每个节点大小设计为一页，一次IO能全部读取，充分利用了磁盘预读。深度低，IO次数少。
3. B+树：叶子节点包含所有的节点，支持叶子顺序遍历，方便范围查找。非叶子节点没有指向数据的引用，故一个节点可以存储更多的关键字。
4. HashMap: 将键值换算为哈希值，等值查询下速度非常快，但是范围查询(模糊查询)就毫无用武之地了，另外，在大量重复键值的情况下，效率非常低。

      关于B树结构的不同，详细请参考：https://blog.csdn.net/mine_song/article/details/63251546

　　关于HashMap和B数索引的区别：http://imysql.com/2016/01/06/mysql-faq-different-between-btree-and-hash-index.shtml

3. 聚集索引/非聚集索引

　　聚集索引：索引列排列的逻辑顺序和数据行的物理存储顺序一致，一个表中只能有一个聚集索引，叶子节点是数据节点。类似于字典中的拼音查询，适合范围查询。

　　非聚集索引：不满足聚集索引条件的其他索引，一个表可以有多个非聚集索引，类似于字典中的部首查询。

4. 非聚集索引的二次查询

　　非聚集索引叶子节点依然是索引节点，只是有一个指针指向对应的数据块。当查询包含不在索引中的列时，需要进行第二次查询以找到对应的数据。

#非聚集索引username
select username, score from t_student where username = '小明';

　　解决方法：使用复合索引，建立两列以上的索引。

　　详细请参考：https://www.cnblogs.com/aspnethot/articles/1504082.html

3. MySQL索引的实现

　　针对不同的存储引擎，索引的实现方式是不同的，一下介绍 MyISAM 和 InnoDB 两个存储引擎的实现。

　　1. MyISAM使用B+树作为索引结构，叶子节点的data域存放的是数据记录的地址。

　　1）主键索引(Col1)

　　

　　2）辅助索引(Col2)

　　

　　在MyISAM中，主索引和辅助索引在结构上没有区别，唯一不同的是主索引要求key唯一，辅助索引可以重复。MyISAM的索引方式是非聚集的。

　　2. InnoDB索引同样使用B+树

　　1）主键索引(叶子节点包含完整数据记录，是聚集索引)

　　

　　2）辅助索引(引用主键作为data域，是非聚集索引，使用辅助索引查询需要两遍检索：获得主键+在主键中获得数据)

　　

 

4. 最左前缀原理

https://www.cnblogs.com/big-handsome-guy/p/7755059.html

　　创造联合索引时(emp_no, title, from_date)，上表存在主键索引emp_no(index 1), title(index 2), from_date(index 3)。查询语句按照最左前缀原理，按照index顺序从1开始往后使用连续的一段索引，如果中间缺少某个索引，则之后的索引都不会用到(除非额外添加辅助索引)。

　　存在一下几种情况：

1. 全列匹配：按照索引中所有列精确匹配("="/"IN")，索引可以被用到，且会自动优化顺序
2. 最左前缀匹配：查询语句精确匹配索引锁边连续的一个/多个列时，只用到一部分
3. 中间某条件未提供：之后的索引均不会被用到，可以使用辅助索引连接断开的两端或者使用“隔离化”优化方法
4. 没有指定第一列：所有索引均不会用到
5. 匹配某列的前缀字符串：通配符%不能出现在开头
6. 范围查询：范围列可以用到索引(必须是最左前缀)，且只能用于一个范围列，范围列之后的列无法用到索引(是建立索引时的顺序而不是查询顺序！！)。
7. 查询语句中含有函数或表达式：该列不使用索引

　　那么为什么会遵循最左匹配原理呢？

　　以B+树作为索引来理解，建立联合索引时靠左边的索引在树的节点位置中靠上，而查找时是按照节点从上到下的顺序进行的，所以会有最左匹配原则。

　　

5. 索引选择性和前缀索引

　　索引本身需要存储空间，其次，数据的插入删除修改也需要更新索引，一般下面两种情况不建议使用索引：

1. 表的记录较少，此时直接全表扫描
2. 索引的选择性(不重复的索引值/表记录数)较低
3. 文本格式的字段

　　InnoDB主键索引建议设定自增，减少索引的维护。

　　在下面几种情况下，推荐添加索引：

　　1. 经常需要搜索的列

　　2. 作为主键的列

　　3. 经常需要范围搜索的列

　　4. 经常需要排序的列

参考：http://blog.codinglabs.org/articles/theory-of-mysql-index.html