學習任何技術，首先我們要知道怎麼用，熟練之後再探究其原理，最後再根據業務進行優化。
——船長
MySQL的索引有哪些？
主鍵索引：表的主鍵列會默認添加索引，索引中保存了該行記錄的所有數據
唯一索引(upique)：該列的所有值必須唯一
普通索引(normal)：普通列的一種索引
聚合索引：是普通索引中的一種，但是它是由多個列組成的索引
索引怎麼用？
假設我們有幾張表，如下
使用navicat設計學生student表，並添加索引如下
1、主鍵索引
mysql會爲每個表的主鍵自動添加索引，在其索引樹的葉子節點中，保存着主鍵所在行的所有數據，這個後面會講。也就是說只要找到主鍵，就代表找到了該行記錄，所以使用了主鍵索引速度會比較快
2、唯一索引
唯一索引對應的列，其數據不可重複，這點相當於主鍵，不同的是其索引樹的葉子節點保存的不是所在行的所有數據，而是該列的值，查詢速度比主鍵慢一些
3、普通索引
普通索引就沒什麼好說了，其值可以重複，而且索引樹葉子節點保存的就是該列的值，而不是整行數據
4、聚合索引
當需要聯合幾個字段去查詢時，使用聚合索引的速度會比多個普通索引快，因爲每個索引對應一棵索引樹，多個普通索引，雖然都用上了索引，但是要遍歷好幾個索引樹，而使用聚合索引只需遍歷一棵索引樹
如果對索引樹一點了解都沒有的同學，可以先看看下面的分析，再回過頭來理解一下這四種索引，必然會有煥然一新的感覺
索引的底層結構是什麼？
索引底層結構分爲全文索引、哈希索引、B+樹索引
全文索引：只有MyISAM引擎支持，不作介紹
哈希索引：計算索引列的hashCode，並將其存在索引中，如果出現衝突，就以鏈表的形式存儲，類似hashMap結構
B+樹索引：將索引列的值排序，並放入索引樹中的指定位置(Mysql默認的索引結構)
哈希索引的原理
hash是一種key-value形式的數據結構，哈希索引是以索引列的hashCode爲鍵，數據行的地址指針爲值形成的一種索引，它是一塊非常緊湊的地址空間，可以將其視爲數組
如果我們要查詢【劉備】，那麼先通過計算哈希碼hashCode(劉備)=002得到，然後在哈希索引中找到key=002的位置，拿到真正保存數據的磁盤地址311，再去找到數據行。
可見這裏查找了兩次，第一次是根據hashCode找到地址，第二次是根據地址找到數據行，但是這種查詢速度是非常快的，因爲它沒有去遍歷每一條數據行，而是通過hashCode直接找到數據行的磁盤地址。
那如果發生hash衝突怎麼辦呢？例如關羽和張飛的hashCode都等於010，這時候就會將張飛接在關羽的後面，形成一種鏈式結構，然後在關羽的下一個地址指針中保存張飛的地址。
當查找【張飛】時，通過hashCode(張飛)=010找到地址45，再通過地址找到了關羽，通過判斷姓名【張飛】!=【關羽】，於是通過下一個地址指針46繼續查找，第二次就找到了張飛。
這種解決衝突的方式稱之爲鏈地址法。所以哈希索引的結構就是數組+鏈表的形式，與hashMap雷同，但是當衝突太多導致鏈表很長時，操作數據的時候還是會一直遍歷鏈表才能找到數據，這就會影響性能。
大家可以通過哈希索引的結構，再根據自己平時寫sql用到的條件，思考一下他有什麼優缺點，我將在文末進行總結。
B+樹索引原理
B+樹的演變
二叉樹 ——> 二叉搜索樹 ——> 平衡二叉樹 ——> B樹 ——> B+樹
在這裏對二叉樹等結構不做深入介紹，後續的算法章節會詳細介紹，只簡單介紹B樹和B+樹。
什麼是B樹？
基本定義：
1、根節點至少有兩個子節點
2、葉子節點都在同一高度
3、如果非葉子節點有n個關鍵字，那麼他有n+1個子節點，且這n個節點遞增排列
什麼是B+樹？
B+是由B樹演變而來的，所以它具有B樹的所有特性，另外還有兩點
1、B+樹的非葉子節點只存關鍵字，不存放數據
2、B+樹的葉子節點之間用指針相連，是一個雙向鏈表
MySQL中的B+樹索引
我們用上面的student表來看B+樹是如何存儲索引的，假設在student表中添加以下幾條數據
上面我們已經爲其添加了索引，現在student中的所有索引如下
id：主鍵索引，默認創建的
code：唯一索引
class_id：普通索引
name_class：name列和class_id列的聚合索引
id索引的B+樹索引結構如下：
由此可知，主鍵索引的葉子節點存儲了整行的記錄，所以使用了主鍵索引的sql查詢速度是非常快的。
唯一索引和普通索引一樣，只不過該索引的值是唯一的，不會出現重複值
普通列class_id的索引樹如下：
重點來了！重點來了！重點來了！
可見其葉子節點保存的是其行記錄中的id，我們看下面兩條sql有何不同
sql1：select * from tb_student where class_id=834
sql2：select id from tb_student where class_id=834
看似一樣，實則不然。第一條sql查詢的是整行記錄，而行記錄是保存在主鍵的索引樹中的，所以其查詢步驟是：根據普通索引class_id的索引樹找到葉子節點，獲得行記錄id，然後根據id去主鍵索引樹中取出整行記錄
這個查詢過程就稱之爲回表，可見回表會降低查詢效率
而第二條sql查詢的就是id，class_id的索引樹葉子節點保存的就是id的值，那麼不需要去主鍵索引樹取值了，直接將id返回即可，所以效率較前者高。（看到這裏大家應該能想到爲什麼需要聚合索引了）
知其然，知其所以然，必百戰百勝。
下面我們再看看聚合索引的樹結構：
爲了數據能夠直觀一點，我們新增一個聚合索引
其索引樹如下
聯合索引中的第一個索引是classid，那麼索引樹會先根據class_id去排序，而後再依次根據後面的索引列排序。所以聯合索引的最左原則就可以在此體現了。
SELECT * FROM tb_student where class_id=18 and id=834
對於上面這條語句，他有兩個索引可以走，第一是聯合索引id_class，第二個是主鍵索引id，拿到底會走哪一條呢？答案是主鍵索引
注意：聯合索引和主鍵索引同時存在時，優先走主鍵索引
爲什麼呢？這是mysql採用的優化策略，因爲主鍵索引可以直接查出整行數據，所以不管你select *還是select 其他字段我都能滿足，而走聯合索引且select *時還會涉及到一次回表操作
總結
哈希索引的優缺點
優點：
1、查詢速度快
2、維護索引的成本相對較低
缺點：
1、無法進行範圍查詢，因爲是通過計算元素的hashCode定位查找的，像age>50這種範圍查找是無法使用哈希索引的
2、無法通過索引排序，哈希的最大特點就是散列分佈，幾乎毫無規律，所以無法排序
B+樹索引的優缺點
優點：
1、索引樹一般2-4層，查詢效率高，IO消耗少
2、支持各種範圍查詢
3、支持索引排序
缺點：
1、維護索引樹的代價高
2、索引太多所佔的空間也會變大
關注公衆號：全棧船長
