一、先說說什么是索引？

索引(index)翻譯為一個目錄，用于快速定位我們想要找的數據的位置。例如：我們把一個數據庫比作一本書，而索引(index)就是書中的目錄，此刻要找到書的某個感興趣的內容，我們一般是不會整本書翻完再去確認該內容在哪里，而是通過書的目錄，定位到該內容章節所在頁數，最后直接翻到該頁面

我們來看看在數據庫中的索引：

全表掃描 VS 索引掃描

以字典為例，全表掃描就是如果我們查找某個字時，那么通讀一遍新華字典，然后找到我們想要找到的字

而跟全表掃描相對應的就是索引查找，索引查找就是在表的索引部分找到我們想要找的數據具體位置，然后會到表里面將我們想要找的數據全部查出

實例：在一張學生表找到一個名字叫Dev的學生

左邊全表掃描：需要從第一行開始一行行的掃描，直到找到100008行Dev這個學生的信息為止，將這個數據返回回來，但有可能該表中還有同名的學生，因此掃描并沒有結束，通常全表掃描要找到一個數據，是需要將整張表的數據遍歷一遍，然后才能確定是否將所有數據返回

右邊索引掃描：索引查找是根據首字母排序找到D開頭的Dev,如果首字母相同，那么再根據第二個字母排序找到，以此類推，我們找到ID為100008，然后回表查出ID為100008的數據

結論：因此索引(對應InnoDB)的索引值對應的是主鍵ID

二、如何找到索引對應的值

InnoDB引擎主要根據

(1)B+tree

(2)二分查找法

B+tree: B+樹擁有整棵樹的根節點、支節點和頁節點，上層會存儲下層節點的管理范圍，直到頁節點的具體信息

二分查找法：根據B+樹存儲的各個節點的范圍，進行比較，逐步縮小范圍，最后定位到頁節點中我們想要的位置

三、介紹下InnoDB表也是一張索引表

如上圖InnoDB表是聚簇表，意思是InnoDB本身是一張大的索引組織表，也是一個根據主鍵排序的大索引的B+樹結構，我們在InnoDB里面另外建立自己想要索引的表的字段

聚簇索引就意味著InnoDB表本身，而我們把這些根據其他字段排序的索引稱為二級索引(secondery class)

四、在數據庫中如何建立索引

在MySQL中主要建立兩種類型的索引

1.單列索引

create index idx_name on tb_student(name);
              索引名        表名   字段名

2.聯合索引

create index idx_name_age on tb_student(name,age);

索引中先根據name排序，name相同的情況下根據age排序</pre>
五、索引維護
 
  
首先介紹下什么是索引維護？這是一個關乎性能的重要概念
 
  
如果索引所在字段發生了修改、刪除、插入等操作，那么索引項就會發生變化，因此如果不能保證索引的有序，那么就不能索引的準確與效率，而索引的排序發生了變化的這個行為，我們稱為索引維護

在insert/delete/update操作時，為了維護索引的排序，數據庫會自動的完成索引項的維護，索引的排序，這些行為對用戶是透明的，感覺不到的
在一個有索引的表中，創建它時，實際上還同時創建了索引排序的表，因此在DML中，插入等操作不再是普通的插入，MySQL將它封裝成了一個事務，連著索引項的排序表一起操作
因此，我們應當嚴格控制表上的索引數量，否則容易影響數據庫的性能</pre> 
  
總結索引維護如下：
 
  
1、索引維護由數據庫自動完成
2、插入/修改/刪除每一個索引行都變成一個內部封裝的事務
3、索引越多，事務越大，代價越高
4、索引越多，對表的插入和索引字段的修改就越慢
 
  
因此可以看出索引并非是越多越好，在工作中也要慎用，尤其對于寫操作較為頻繁的業務
 
  
六、如何正確的使用索引？
 
  
1、依據where查詢條件建立索引
 
  
eg:
select a,b from tb_test where c = ?;
idx_c(c)   ->正確

select a,b from tb_test where c = ? and b = ?
idx_cd(c,d)  ->正確</pre> 
  
2、根據排序order by ,group by , distinct 字段添加索引
 
  
eg:
select  from tb_test order by a;
select a,count() from tb_test group by a;
idx_a(a)  ->正確

select * from tb_test order by a,b;
idx_a_b(a,b)  ->正確
select * from tb_test order where c = ? by a;
idx_c_a(c,a)  ->正確</pre> 
  
七、到底哪些字段適合創建索引？
 
  
1、字段值的重復程度，如圖：
 
  
 
  
身份證號碼由于基本上不可能重復，因此選擇性非常好，而人的名字重復性較低，選擇性也不錯， 性別選擇性較差，重復度非常高
 
  
2、選擇性很差的字段通常不適合創建索引，但也有例外
 
  
如：男女比例相仿的表中，性別不適合創建單列索引，如果走索引不如走全表掃描，
 因為走索引的I/O開銷更大

但如果男女比例極度不平衡，要查詢的又是少數方,如：理工學校、IT公司等可以考慮使用索引</pre> 
  
3、聯合索引中選擇性好的字段應該排在前面
 
  
select * from tab_a where gender=? and name=?
idx_name_gender(name,gender)   ->正確
 
  
4、聯合索引可以為單列、復列查詢提供幫助
 
  
idx_smp(a,b,c)
where a=?;                ->正確
where a=? and b=?;        ->正確
where a=? and c=?;        ->正確 （注：需要MySQL5.6版本以上；在5.5及以前版本，可以對a字段進行索引掃描，但c字段不行    ）
where a=? and b=? and c=? ->正確
 
  
5、合理創建聯合索引，避免冗余
 
  
(a),(a,b),(a,b,c)      ->不可取
(a,b,c)                ->正確，可以覆蓋前兩個
 
  
八、再來看看如何在長字段上建立索引呢
 
  
首先，在較長的字段上建立索引是非常影響性能的，比如文章等超大varchar或者text字段，如果不是非建不可，一般不推薦，另外對InnoDB索引單字段（utf8）只能取前767bytes
 
  
那么如何處理長字段索引？
 
  
主要根據類型來分別處理：
1、Email類，可以建立前綴索引
mail_addr varchar(2048)
idx_mailadd(mail_addr(39))   -> 正確
解析：由于email郵件類型字段，一般后綴都有較大可能相同，如.com .cn等等，而前綴相同的可能性較低，且郵箱一般長度較短，因此可以建立前綴索引

2、住址類，分拆字段
home_addr varchar(2048)
idx_homeadd(home_addr(30))    ->錯誤，很可能前半段是相同的省市區街道名
province_add varchar(1024),city_add varchar(1024), district_add varchar(1024),lolcal_add varchar(1024)    --建立聯合索引或者單列索引 -&gt;正確</pre> 
  
九、對核心SQL索引做覆蓋掃描
 
  
對于最核心的SQL，我們可以考慮使用索引覆蓋，什么是索引覆蓋呢，下面是個例子
 
  
select name from tb_user where userid=?
key idx_uid_name(userid,name)   ->覆蓋索引掃描
 
  
我們查詢用戶名這種操作頻率非常高，而索引里面又存儲了字段的值，因此在我們做查詢時，name字段的值直接在索引中返回，而不需要回表;還有一個使用非常廣泛的例子：用戶登陸，我們可以將username password做覆蓋索引，這樣大大提高登陸驗證的速度
 
  
因此覆蓋索引覆蓋就是將你要查詢的字段和條件字段一起建立聯合索引，這樣的好處是不需要回表獲取name字段，IO最小，速度塊
 
  
十、哪些情況無法使用索引？
 
  
1、索引列進行數據運算或者函數運算
 
  
eg:
   where id+1=10;    ->錯誤，無法利用到索引
   where id=(10-1)   ->正確

where year(id) < 2016      ->錯誤，無法利用到索引
   where col < '2016-01-01'   ->正確</pre> 
  
2、未含復合索引的前綴字段
 
  
idx_abc(a,b,c)
where b=? and c=?   ->錯誤，無法利用到索引
正確的建立索引方式(b,c)
 
  
3、前綴通配符"_" "%"等
 
  
like '%ttt%'   ->錯誤，無法利用到索引
like "ttt%"    ->正確
 
  
4、where條件使用NOT,<>,!= 通常也無法使用到索引
 
  
5、字段類型不匹配
 
  
字段類型并不絕對匹配時，可能會導致無法使用索引
a int(11) ,idx_a(a)
where a = '123'   ->錯誤，可能導致未知的錯誤,這個跟編碼有關系
where a = 123     ->正確
 
  
十一、利用索引做排序操作
 
  
以 idx_ab(a,b)索引為例
 
  
1、能使用上述索引進行排序的操作是：
 
  
order by a;
a = 3 order by b;
order by a,b;
order by a desc ,b desc;
a > 5 order by a;
 
  
2、不能使用索引幫助排序的查詢
 
  
order by b; #沒有使用到聯合索引的第一個字段

a > 5 order by b;  #一旦前綴操作是一個range而非＝操作，那么就無法利用到索引，
這里 a>5無法利用索引，二聯合索引的第一個字段未利用，
因此 order by b也無法利用索引查詢
a in (1,3) order by b; #in里面的值沒有建立索引，因此無法利用索引，a未用因此order by b也無法使用
order by a asc, b desc; #這里order by a esc是利用了索引，但是b desc未利用到，因為b要和a排序方式一致才可利用到索引</pre> 
  
十二、如何確定一個查詢有沒有走索引，走了哪些索引？
 
  
MySQL中自帶命令行工具 explain 來查看一個sql語句是否了索引
 
  
使用方式：
 
  
explain select * from tb_test;
 
  
關注的項：
 
  
1、type : 查詢access的方式，表的連接類型


  index |  索引  
  full  |  全表掃描 
  ref   |  參照查詢，也就是等值查詢  
  range |  范圍查詢

2、key  : 本次查詢最終選擇使用哪個索引，NULL為未使用索引
3、key_len : 選擇的索引使用的前綴長度或者整個長度
4、rows    : 查詢邏輯掃描過的記錄行數
5、extra   : 額外信息，主要是指fetch data的具體方式</pre> 
  
總結：索引的本質還是提升我們查詢數據庫的速度，減少服務器I/O開銷，提供更穩定快捷的服務
 
  
 
 
  
來自：https://segmentfault.com/a/1190000007445807