一、索引概述

索引本质是帮助MySQL高效获取数据的排序数据结构（类似书籍目录），通过减少磁盘I/O次数提升查询效率。其核心价值体现在大数据量场景下的快速定位能力，但同时带来存储和维护成本。

核心特点：

• 优点：
  • 减少数据检索量（时间复杂度从O(n)降至O(log n)）
  • 加速排序和分组操作（ORDER BY/GROUP BY）
  • 保证数据唯一性（唯一索引）
• 缺点：
  • 占用额外磁盘空间（索引文件独立存储）
  • 降低写操作性能（INSERT/UPDATE/DELETE需维护索引树）
  • 不恰当的索引设计可能引发性能劣化

二、索引结构

1. B+Tree（主流结构）

• 层级结构：非叶子节点仅存索引键（Key），叶子节点存储数据指针且形成双向链表 。
• 优势：
  • 树高可控（一般3-4层支撑千万级数据）
  • 范围查询高效（叶子节点链表直接遍历）
  • 适合磁盘存储（节点大小=磁盘页大小，减少I/O）

2. Hash索引

• 基于哈希表实现，O(1)时间复杂度的等值查询 。
• 局限性：
  • 不支持范围查询和排序
  • 哈希冲突影响性能（链表或红黑树处理）
  • 仅Memory引擎原生支持，InnoDB提供自适应哈希（AHI）

3. 全文索引（Full-Text）

• 基于倒排索引实现，针对TEXT类型字段进行关键词搜索 。
• 支持自然语言查询（MATCH...AGAINST语法）
• 仅InnoDB/MyISAM引擎支持

三、索引分类

按数据结构划分

类型	特点	适用场景
B+Tree	支持范围查询、排序，磁盘友好	90%以上的索引场景
Hash	等值查询极快，不支持范围操作	内存表、精确匹配场景
Fulltext	文本关键词搜索	文章内容检索

按物理存储划分

类型	特点	示例
聚集索引	数据行存储在叶子节点（InnoDB主键索引）	PRIMARY KEY
非聚集索引	叶子节点存储主键值或数据地址，需二次查找	普通单列/组合索引

按字段特性划分

类型	特点	语法示例
主键索引	唯一且非空，InnoDB的表数据按主键顺序存储	PRIMARY KEY (id)
唯一索引	列值唯一，允许NULL	UNIQUE INDEX (email)
普通索引	无唯一性约束，加速查询	INDEX (name)
全文索引	文本内容分词检索	FULLTEXT (content)

按字段数量划分

类型	特点	优化规则
单列索引	单字段索引	INDEX (age)
联合索引	多字段组合索引，遵循最左前缀原则	INDEX (name,age)

特殊类型：

• 覆盖索引：索引包含查询所需全部字段，避免回表 
   （如SELECT id,name FROM users WHERE name='A'，若索引是(name,id)）
• 前缀索引：对长字符串前N字符创建索引，节省空间 
  （如INDEX (title(10))）

四、索引语法

1. 通用操作

-- 创建索引 
CREATE [UNIQUE|FULLTEXT|SPATIAL] INDEX index_name ON table_name (col1 [ASC|DESC], ...); 
-- 修改表添加索引 
ALTER TABLE table_name ADD [UNIQUE|FULLTEXT] INDEX index_name (col1, ...); 
-- 删除索引 
DROP INDEX index_name ON table_name;

2. 分类示例

主键索引：

-- 建表时指定 
CREATE TABLE users (
id INT AUTO_INCREMENT, 
name VARCHAR(50), 
PRIMARY KEY (id) -- 聚集索引 ); 
-- 修改添加 
ALTER TABLE orders ADD PRIMARY KEY (
order_id);

联合索引：

-- 优化多条件查询 
CREATE INDEX idx_name_age ON employees (
last_name, hire_date);

全文索引：

-- 支持文本搜索 
CREATE FULLTEXT INDEX ft_content ON articles (content); 
SELECT * FROM articles WHERE MATCH(content) AGAINST('数据库');

前缀索引：

-- 长字段优化 
CREATE INDEX idx_city_prefix ON customers (city(10));

五、设计原则

1. 高频查询字段优先（WHERE/JOIN/ORDER BY）
2. 区分度高字段前置（如性别字段不宜单独建索引）
3. 避免过度索引（超过5个索引需谨慎评估）
4. 联合索引左前缀匹配（INDEX(a,b,c)适用a=1 AND b>2，不适用b>2）
5. 长文本使用前缀/全文索引