一、前言

索引是一種用于快速查詢和檢索數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其本質(zhì)可以看成是一種排序好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

索引的作用就相當于書的目錄。打個比方：我們在查字典的時候，如果沒有目錄，那我們就只能一頁一頁地去找我們需要查的那個字，速度很慢；如果有目錄了，我們只需要先去目錄里查找字的位置，然后直接翻到那一頁就行了。

索引底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存在很多種類型，常見的索引結(jié)構(gòu)有：B 樹、 B+ 樹 和 Hash、紅黑樹。在 MySQL 中，無論是 Innodb 還是 MyISAM，都使用了 B+ 樹作為索引結(jié)構(gòu)。

二、索引類型劃分

按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)維度劃分：

• BTree 索引：MySQL 里默認和最常用的索引類型。只有葉子節(jié)點存儲 value，非葉子節(jié)點只有指針和 key。存儲引擎 MyISAM 和 InnoDB 實現(xiàn) BTree 索引都是使用 B+Tree，但二者實現(xiàn)方式不一樣（前面已經(jīng)介紹了）。

• 哈希索引：類似鍵值對的形式，一次即可定位。

• RTree 索引：一般不會使用，僅支持 geometry 數(shù)據(jù)類型，優(yōu)勢在于范圍查找，效率較低，通常使用搜索引擎如 ElasticSearch 代替。

• 全文索引：對文本的內(nèi)容進行分詞，進行搜索。目前只有 CHAR、VARCHAR、TEXT 列上可以創(chuàng)建全文索引。一般不會使用，效率較低，通常使用搜索引擎如 ElasticSearch 代替。

按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)維度劃分的索引類型本文不做詳細介紹，本文主要針對以下兩種分類做闡述

按“功能/約束”分類：主鍵索引、唯一索引、常規(guī)索引、全文索引

按“存儲形式/數(shù)據(jù)組織方式”分類：聚集索引（Clustered）、二級索引（Secondary）

三、按功能/約束分類

1.主鍵索引（PRIMARY KEY）

定義

• 表的“主鍵”對應的索引，MySQL 用它來唯一標識一行數(shù)據(jù)。

• 一張表 只能有一個主鍵，主鍵列 不能為 NULL，并且 必須唯一。

InnoDB 特點

• InnoDB 中 主鍵索引 = 聚集索引（后面會解釋聚集索引是什么）。

• 也就是說：數(shù)據(jù)行本身就“存”在主鍵索引的 B+Tree 葉子節(jié)點里。

適用場景

• 絕大多數(shù)表都應該設(shè)計主鍵：自增 id、雪花 id、UUID（不推薦隨機 UUID 做主鍵，容易導致頁分裂/碎片）。

• 必須為表指定主鍵（如無顯式定義，InnoDB 會自動生成隱藏主鍵）。

• 常用于 WHERE user_id = 1001 或聯(lián)表查詢。

CREATE TABLE users (
  id INT PRIMARY KEY,  -- 主鍵索引
  username VARCHAR(50)
);

2.唯一索引（UNIQUE）

定義

• 約束某列/多列的值必須唯一。

• 限制列值 不能重復（但大多數(shù)情況下允許 NULL，且多個 NULL 在 MySQL/InnoDB 中通常是允許的）。

• 一張表可以有多個唯一索引。

底層實現(xiàn)

• InnoDB 下通常也是 B+Tree。

• 與普通索引的核心差別：寫入時會做 唯一性校驗。

典型用途

• 既是“約束”（保證不重復），也是“加速器”（加速查詢）

• 常用于：手機號、郵箱、業(yè)務唯一編號

• 用戶表 username、email；業(yè)務表的唯一業(yè)務號（如 order_no）。

CREATE TABLE users (
  id INT PRIMARY KEY,
  mobile VARCHAR(20) UNIQUE,  -- 唯一索引
  email VARCHAR(50) UNIQUE
);

3.常規(guī)索引（普通索引 / INDEX）

定義

• 最基本的索引，只用于加速查詢，沒有唯一性約束。

底層實現(xiàn)

• InnoDB：一般是 B+Tree 二級索引（后面會講“二級索引”）。

特點

• 最常用：按條件查、排序、范圍查詢、JOIN

• 可以是單列索引，也可以是聯(lián)合索引（復合索引）

用途

• 頻繁作為 WHERE 條件、JOIN 條件、ORDER BY、GROUP BY 的列。

• 支持 WHERE status = 'paid' 或 ORDER BY create_time。

例子：單列索引

ALTER TABLE user ADD INDEX idx_name(name);

例子：聯(lián)合索引

ALTER TABLE user ADD INDEX idx_name_phone(name, phone);

查詢：

SELECT * FROM user WHERE name='Tom' AND phone='138...';

?? 更容易走 (name, phone) 的聯(lián)合索引。

4.全文索引（FULLTEXT）

定義

• InnoDB 從 MySQL 5.6 開始支持 FULLTEXT（歷史上 MyISAM 更早支持）。

• 適合：分詞 + 相關(guān)性排序

• 用來做“文本檢索”，支持對長文本按詞（或按分詞）搜索，例如 MATCH(col) AGAINST(...)。

實現(xiàn)與特點

• InnoDB 的 FULLTEXT 是專門的倒排索引體系（不是 B+Tree）。

• 更適合：文章、評論、商品描述等“文本搜索”。

• 注意：中文檢索通常需要分詞支持（MySQL 原生能力有限，很多場景會用 Elasticsearch 等專用搜索引擎）。

例子

CREATE TABLE article (
  id BIGINT PRIMARY KEY,
  title VARCHAR(200),
  content TEXT,
  FULLTEXT KEY ft_content(content)
) ENGINE=InnoDB;

查詢：

SELECT * FROM article
WHERE MATCH(content) AGAINST('mysql 索引' IN NATURAL LANGUAGE MODE);

四、按“存儲形式/數(shù)據(jù)組織方式”分類

1.聚簇索引（聚集索引）

聚簇索引：在 InnoDB 存儲引擎中，聚簇索引通常就是主鍵索引 。聚簇索引的特點是數(shù)據(jù)與索引一體化存儲，即數(shù)據(jù)行（整行，不是指針）直接存儲在索引的葉子節(jié)點中，并且數(shù)據(jù)按照主鍵的順序進行物理存儲 。這使得聚簇索引在查詢時具有極高的效率，尤其是對于主鍵查詢和范圍查詢。因為數(shù)據(jù)是按照主鍵順序存儲的，所以在進行范圍查詢（如查詢 ID 在某個范圍內(nèi)的用戶）時，可以利用索引的有序性，快速定位到滿足條件的數(shù)據(jù)。此外，聚簇索引還能利用順序檢測預取機制，提高數(shù)據(jù)讀取的效率。例如，在一個用戶表中，以用戶 ID 為主鍵創(chuàng)建聚簇索引，當查詢用戶 ID 為 100 的用戶信息時，數(shù)據(jù)庫可以直接通過聚簇索引找到對應的葉子節(jié)點，獲取用戶信息，無需進行額外的查找操作。需要注意的是，一張表只能有一個聚簇索引，因為數(shù)據(jù)的物理存儲順序只能有一種。

概括:用主鍵查 = 直接定位到葉子節(jié)點 = 一次 B+Tree 查找拿到整行。

為什么叫“聚集”

• 因為數(shù)據(jù)行與索引鍵“聚在一起”，數(shù)據(jù)就是索引的一部分。

聚集索引選取規(guī)則:

• 如果存在主鍵，主鍵索引就是聚集索引。

• 如果不存在主鍵，將使用第一個唯一（UNIQUE）索引作為聚集索引。

• 如果表沒有主鍵，或沒有合適的唯一索引，則InnoDB會自動生成一個rowid作為隱藏的聚集索引。

聚簇索引的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：

• 查詢速度非?？?/strong>：聚簇索引的查詢速度非常的快，因為整個 B+ 樹本身就是一顆多叉平衡樹，葉子節(jié)點也都是有序的，定位到索引的節(jié)點，就相當于定位到了數(shù)據(jù)。相比于非聚簇索引， 聚簇索引少了一次讀取數(shù)據(jù)的 IO 操作。

• 對排序查找和范圍查找優(yōu)化：聚簇索引對于主鍵的排序查找和范圍查找速度非常快。

CREATE TABLE account_example (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT COMMENT '賬戶ID',
  name VARCHAR(20) COMMENT '姓名',
  money DOUBLE(10,2) COMMENT '余額',
  INDEX idx_name (name),
  INDEX idx_name_money (name, money)
) ENGINE=InnoDB;
?
-- 插入數(shù)據(jù)
insert into account_example(id, name , money)
values
(1, '張三', 100.00),
(3, '李四', 200.00),
(7, '王五', 300.00);

SELECT * FROM account WHERE id = 3;

SELECT * FROM account WHERE name = '李四';

name='李四'
   ↓
在 idx_name B+Tree 中定位
   ↓
得到主鍵 id = 3

id=3
   ↓
在 PRIMARY KEY B+Tree 中查找
   ↓
獲取完整行數(shù)據(jù)

SELECT * FROM account
WHERE name = '李四';

SELECT name, money
FROM account
WHERE name = '李四';