MySQL 的核心职责是存储数据，并在保障数据安全的前提下，尽可能提高查询效率。

1.索引概念

        MySQL的索引是一种数据结构，它可以帮助数据库高效地查询、更新数据表中的数据；类似于书籍的目录（比如汉语词典--按笔画、偏旁部首、拼音等排序），通过指向数据行的位置，可以快速定位和访问表中的数据。

【索引通过一定的规则排列数据表中的记录，不同类型的索引采用不同的数据组织规则】

        使用索引的目的只有⼀个，就是提升数据检索的效率，使得对表的查询可以通过对索引的搜索来加快速度；在应用程序的运行过程中，查询操作的频率远远高于增删改的频率。

        索引能够提升查询效率，但会降低更新、删除和插入操作的性能，因为每增加一个索引，就需要在数据变动时同步更新索引。

2.索引的数据结构--B+树（高频面试题）

哈希表时间复杂度是 O(1) ，查询速度非常快，但是不支持范围查找。

二叉搜索树的中序遍历是一个有序数组，支持范围查找，但最坏情况下时间复杂度为O(N)，且节点个数过多无法保证树高。

在检索数据时，每次访问某个节点的子节点时都会发生一次磁盘IO，而在整个数据库系统中，IO是性能的瓶颈，减少IO次数才可以有效的提升性能。

N叉树的时间复杂度是 O(logN)，树高可以得到有效的控制，且每个节点都可以有两个以上的子节点，在相同数据量的情况下可以减少IO的次数，从而提升效率；但是查询时IO的次数不稳定。

2.1 B+树简介

B+树是一种经常用于数据库和文件系统等场合的平衡查找树，MySQL索引采用的数据结构。

以4阶B+树为例，如下图所示：

2.2 B+树的特点

2.3 B+树与B树的区别

3.MySQL中的页

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•  页在磁盘上的什么位置存放

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•  页内部的具体结构

【每一个页中即使没有数据也会使用16KB的存储空间】

3.1 页文件头、页文件尾

我们只关注上一页页号和下一页页号，通过这两个属性可以把页与页之间链接起来，形成一个双向链表。

3.2 页主体

3.3 页目录(Page Directory )

【页与索引的B+树中的节点相对应】

3.4 数据页头

数据页头记录了当前页保存数据相关的信息

通过 B+ 树索引查找记录时，从根节点开始遍历，依次经过中间节点，最终到达叶子节点（即数据页）。在数据页内部，利用页目录进行二分查找，定位到具体的记录行。整个过程自上而下，最终找到目标记录。

4.B+树在MySQL索引中的应用

• 非叶子节点保存索引数据，叶子节点保存真实数据。

MySQL 以页为单位进行 I/O 操作，每次从磁盘加载一整页数据到内存，然后在内存中对页内的数据行进行查找。这也是 InnoDB 利用缓冲池提高性能的核心机制。

5.索引分类

5.1 主键索引

当在一个表上定义一个主键时，会自动创建主键索引，数据库就会自动把这张表的数据按照 id 的大小顺序，整整齐齐地排列在磁盘上。

【好比书的“页码”，它不仅唯一，而且决定了书的内容怎么排列（聚集索引），一本书只能有一套页码。】

建议为每张表显式定义主键；若数据中没有逻辑上唯一且非空的列，可添加一个自增列作为主键。

这种 “数据和索引混在一起，且按主键顺序存放” 的结构，就叫聚集索引。

5.2 普通、复合索引

最基本的索引类型，对列值没有唯一性限制。

【好比书后面的“关键词索引”，它会告诉你“苹果”这个词出现在第10页、50页、100页（允许重复，一个词对应多个页码）】

可以为多个列创建组合（复合）索引，以支持多列条件的查询。

【有先后顺序，最左前缀原则】

普通索引就是用来加速查询的，不强制数据唯一，而且你可以通过建多个字段的组合索引来精准应对复杂的查询条件。

5.3 唯一索引

在一个表上定义唯一键时自动创建唯一索引，与普通索引类似，但要求索引列的值必须唯一，不允许重复。

【比书的“书号”，每本书只有一个书号，绝对不可以重复。但在图书馆里，这个书号只是一个属性，并不决定书在书架上的物理位置。】

5.4 全文索引

基于文本列（CHAR、VARCHAR 或 TEXT）创建，用于加速全文搜索查询和 DML 操作。仅 MyISAM 和 InnoDB 存储引擎支持。

5.5 聚集（簇）索引

聚集索引与主键索引同义，若未定义主键，InnoDB 会自动使用第一个 UNIQUE 且 NOT NULL 的列作为聚集索引；若也没有，则自动生成一个 6 字节的 ROW_ID 字段（单调递增）作为隐藏的聚集索引。

5.6 非聚集（二级）索引

聚集索引之外的索引统称为非聚集索引或二级索引，每条记录包含索引列（一个或多个）的值以及对应行的主键值。
 

5.7 索引覆盖

当查询的列全部包含在所使用的普通索引中时，可以直接从索引中返回所需数据，无需回表查询，能显著提升查询效率。

回表查询（高频面试题）

查询时，InnoDB 先通过非聚集索引找到主键，再使用主键到聚集索引中检索完整行。

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6.使用索引--index

6.1 自动创建

6.2 手动创建

可以为索引指定名称

（1） 主键索引

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（2）唯一索引

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（3）普通索引    index--索引
 

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（4）复合索引

与创建普通索引相同，只不过指定多个列，列与列之间用逗号隔开

【有先后顺序，最左前缀原则】

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6.3 查看索引

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6.4 删除索引

（1）删除主键索引

（2）删除其他索引

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6.5 举例

假设已经创建了一个100万条数据的index_demo表

（1）根据学号【频繁查询的列】查询--创建普通索引

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（2）根据班级号和姓名查询--创建复合索引

【有先后顺序，最左前缀原则】

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6.6 创建索引的注意事项

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