索引是什麼？
數據庫索引是數據庫管理系統中一個排序的數據結構，以協助快速查詢、更新數據庫表中數據。索引的實現通常使用B樹及其變種B+樹。
索引原理
索引的目的在於提高查詢效率，與我們查閱圖書所用的目錄是一個道理：先定位到章，然後定位到該章下的一個小節，然後找到頁數。相似的例子還有：查字典，查火車車次，飛機航班等。
磁盤IO與預讀
考慮到磁盤IO是非常高昂的操作，計算機操作系統做了一些優化，當一次IO時，不光把當前磁盤地址的數據，而是把相鄰的數據也都讀取到內存緩衝區內，因爲局部預讀性原理告訴我們，當計算機訪問一個地址的數據的時候，與其相鄰的數據也會很快被訪問到。每一次IO讀取的數據我們稱之爲一頁(page)。具體一頁有多大數據跟操作系統有關，一般爲4k或8k，也就是我們讀取一頁內的數據時候，實際上才發生了一次IO，這個理論對於索引的數據結構設計非常有幫助。
索引的兩大類型Hash索引和B樹索引
Hash類型的索引：查詢單條快，範圍查詢慢。
B樹類型的索引：b+樹，層數越多，數據量指數級增長（我們就用它，因爲innodb默認支持它）。
不同的存儲引擎支持的索引類型也不一樣
InnoDB 支持事務，支持行級別鎖定，支持 B-tree、Full-text 等索引，不支持 Hash 索引。
MyISAM 不支持事務，支持表級別鎖定，支持 B-tree、Full-text 等索引，不支持 Hash 索引。
Memory 不支持事務，支持表級別鎖定，支持 B-tree、Hash 等索引，不支持 Full-text 索引。
Hash索引的限制
1.由於索引僅包含hash code和記錄指針，所以，MySQL不能通過使用索引避免讀取記錄。但是訪問內存中的記錄是非常迅速的，不會對性造成太大的影響。
2.不能使用hash索引排序。
3.Hash索引不支持鍵的部分匹配，因爲是通過整個索引值來計算hash值的。
4.Hash索引只支持等值比較，例如使用=，IN( )和<=>。對於WHERE price>100並不能加速查詢。
索引數據結構爲什麼採用B+樹
爲了儘量減少I/O操作，磁盤讀取每次都會預讀，大小通常爲頁的整數倍。即使只需要讀取一個字節，磁盤也會讀取一頁的數據(通常爲4K)放入內存，內存與磁盤以頁爲單位交換數據。因爲局部性原理認爲，通常一個數據被用到，其附近的數據也會立馬被用到。
B樹：如果一次檢索需要訪問4個節點，數據庫系統設計者利用磁盤預讀原理，把節點的大小設計爲一個頁，那讀取一個節點只需要一次I/O操作，完成這次檢索操作，最多需要3次I/O(根節點常駐內存)。數據記錄越小，每個節點存放的數據就越多，樹的高度也就越小，I/O操作就少了，檢索效率也就上去了。
B+樹：非葉子節點只存key，大大滴減少了非葉子節點的大小，那麼每個節點就可以存放更多的記錄，樹更矮了，I/O操作更少了。所以B+Tree擁有更好的性能。
由於B+樹在內部節點上不包含數據信息，因此在內存頁中能夠存放更多的key。 數據存放的更加緊密，具有更好的空間局部性。因此訪問葉子節點上關聯的數據也具有更好的緩存命中率。
B+樹的葉子結點都是相鏈的，因此對整棵樹的便利只需要一次線性遍歷葉子結點即可。而且由於數據順序排列並且相連，所以便於區間查找和搜索。而B樹則需要進行每一層的遞歸遍歷。相鄰的元素可能在內存中不相鄰，所以緩存命中性沒有B+樹好。
索引的優缺點
優點：
1.通過創建唯一性索引，可以保證數據庫表中每一行數據的唯一性。
2.可以大大加快數據的檢索速度，這也是創建索引的最主要的原因。
3.可以加速表和表之間的連接，特別是在實現數據的參考完整性方面特別有意義。
4.在使用分組和排序子句進行數據檢索時，同樣可以顯著減少查詢中分組和排序的時間。
5.通過使用索引，可以在查詢的過程中，使用優化隱藏器，提高系統的性能。
缺點：
1.創建索引和維護索引要耗費時間，這種時間隨着數據量的增加而增加。
2.索引需要佔物理空間，除了數據表佔數據空間之外，每一個索引還要佔一定的物理空間，如果要建立聚簇索引，那麼需要的空間就會更大。
3.當對錶中的數據進行增加、刪除和修改的時候，索引也要動態的維護，這樣就降低了數據的維護速度。
索引是建立在數據庫表中的某些列的上面。在創建索引的時候，應該考慮在哪些列上可以創建索引，在哪些列上不能創建索引。
哪些字段適合建索引
1.在經常需要搜索的列上，可以加快搜索的速度；
2.在作爲主鍵的列上，強制該列的唯一性和組織表中數據的排列結構；
3.在經常用在連接的列上，這些列主要是一些外鍵，可以加快連接的速度；
4.在經常需要根據範圍進行搜索的列上創建索引，因爲索引已經排序，其指定的範圍是連續的；
5.在經常需要排序的列上創建索引，因爲索引已經排序，這樣查詢可以利用索引的排序，加快排序查詢時間；
6.在經常使用在WHERE子句中的列上面創建索引，加快條件的判斷速度。
哪些字段不適合建索引
1.對於那些在查詢中很少使用或者參考的列不應該創建索引。這是因爲，既然這些列很少使用到，因此有索引或者無索引，並不能提高查詢速度。相反，由於增加了索引，反而降低了系統的維護速度和增大了空間需求。
2.對於那些只有很少數據值的列也不應該增加索引。這是因爲，由於這些列的取值很少，例如人事表的性別列，在查詢的結果中，結果集的數據行佔了表中數據行的很大比例，即需要在表中搜索的數據行的比例很大。增加索引，並不能明顯加快檢索速度。
3.對於那些定義爲text, image和bit數據類型的列不應該增加索引。這是因爲，這些列的數據量要麼相當大，要麼取值很少。
4.當修改性能遠遠大於檢索性能時，不應該創建索引。這是因爲，修改性能和檢索性能是互相矛盾的。當增加索引時，會提高檢索性能，但是會降低修改性能。當減少索引時，會提高修改性能，降低檢索性能。因此，當修改性能遠遠大於檢索性能時，不應該創建索引。