為什麼要有索引？
一般應用系統，讀寫比列在10:1左右，插入操作和一般的更新操作很少出現問題，在生產環境中，我們遇到最多的，最容易出問題的是一些複雜的查詢問題，因此對查詢語句的優化就是重中之重了，只要查詢就提到了索引

什麼是索引？
索引在MySQL中也叫是⼀種“鍵”，是儲存引擎⽤於快速找到記錄的⼀種資料結構。索引對於良好的效能 非常關鍵，尤其是當表中的資料量越來越⼤時，索引對於效能的影響愈發重要。 索引優化應該是對查詢效能優化最有效的⼿段了。索引能夠輕易將查詢效能提⾼好⼏個數量級。 索引相當於字典的⾳序表，如果要查某個字，如果不使⽤⾳序表，則需要從⼏百⻚中逐⻚去查。

一：索引原理

索引的目的在於提高查詢效率

本質都是：通過不斷地縮小想要獲取資料的範圍來篩選出最終想要的結果，同時把隨機的事件變成順序的事件，也就是說，有了這種索引機制，我們可以總是用同一種查詢方式來鎖定資料。

二：磁碟IO與預讀、

    磁碟IO讀取資料
    ⼀次磁碟IO的時間約等於5+4.17 = 9ms左右，聽起來還挺不錯的，但

要知道⼀臺500 -MIPS（Million Instructions Per Second）的機器每秒可以執⾏5億條指令，因為指令依靠的是電的性質，換句話說執⾏⼀次IO的時間可以執⾏約450萬條指令，資料庫動輒⼗萬百萬乃⾄千萬級資料，每次9毫秒的時間，顯然是個災難
考慮到磁碟IO是非常⾼昂的操作，計算機作業系統做了⼀些優化，當⼀次IO時，不光把當前磁碟地址的資料，⽽是把相鄰的資料也都讀取到記憶體緩衝區內，因為區域性預讀性原理告訴我們，當計算機訪問⼀個地址的資料的時候，與其相鄰的資料也會很快被訪問到。每⼀次IO讀取的資料我們稱之為⼀⻚(page)。具體⼀⻚有多⼤資料跟作業系統有關，⼀般為4k或8k，也就是我們讀取⼀⻚內的資料時候，實際上才發⽣了⼀次IO，這個理論對於索引的資料結構設計非常有幫助。

三：索引的資料結構

樹
樹狀圖是一種資料結構，它是由n(n>=1)個有限結點組成一個具有層次關係的集合，把他叫做樹是因為它看起來像一棵倒掛的樹，也就是說它是根朝上，而葉是朝下的。
它具有以下特點：
    1：每個結點有零個或多個結點；
    2：沒有父結點的點稱為根結點；
    3：每一個非根結點有且只有一個父結點；
    4：除了根結點外，每個子結點可以分為多個不相交的子樹。

B+樹
   任何⼀種資料結構都不是憑空產⽣的，⼀定會有它的背景和使⽤場景，我們需要這種資料結構能夠做些什麼，其實很簡單，那就是：每次查詢資料時把磁碟IO次數控制在⼀個很⼩的數量級，最好是常數數量級。
    那麼我們就想到如果⼀個⾼度可控的多路搜尋樹是否能滿⾜需求呢？就這樣，b+樹應運⽽⽣（B+樹是通過⼆叉查詢樹，再由平衡⼆叉樹，B樹演化⽽來）。
 

b+樹性質：
1：索引的最左匹配特性
2：..........

四.聚集索引與輔助索引
資料庫中的B+樹索引可以分為聚集索引（clustered index）和輔助索引（secondary index），
聚集索引與輔助索引相同的是：不管是聚集索引還是輔助索引，其內部都是B+樹的形式，即⾼度是平衡的，葉
⼦結點存放著所有的資料。
聚集索引與輔助索引不同的是：葉⼦結點存放的是否是⼀整⾏的資訊

1.聚集索引
#InnoDB儲存引擎表是索引組織表，即表中資料按照主鍵順序存放。⽽聚集索引（clustered index）就是按照每張表的主鍵構造⼀棵B+樹，同時葉⼦結點存放的即為整張表的⾏記錄資料，也將聚集索引的葉⼦結點稱為資料⻚。聚集索引的這個特性決定了索引組織表中資料也是索引的⼀部分。同B+樹資料結構⼀樣，每個資料⻚都通過⼀個雙向連結串列來進⾏連結。

如果未定義主鍵，MySQL取第⼀個唯⼀索引（unique）⽽且只含非空列（NOT NULL）作為主鍵，InnoDB使⽤它作為聚簇索引。

如果沒有這樣的列，InnoDB就⾃⼰產⽣⼀個這樣的ID值，它有六個位元組，⽽且是隱藏的，使其作為聚簇索引。

由於實際的資料⻚只能按照⼀棵B+樹進⾏排序，因此每張表只能擁有⼀個聚集索引。在多數情況下，查詢優化器傾向於採⽤聚集索引。因為聚集索引能夠在B+樹索引的葉⼦節點上直接找到資料。此外由於定義了資料的邏輯順序，聚集索引能夠特別快地訪問針對範圍值得查詢�

  聚集索引的好處之⼀：它對主鍵的排序查詢和範圍查詢速度非常快，葉⼦節點的資料就是⽤戶所要查詢的資料。
    聚集索引的好處之⼆：範圍查詢（range query），即如果要查詢主鍵某⼀範圍內的資料，通過葉⼦節點的上層中間節點就可以得到⻚的範圍，之後直接讀取資料⻚即可

2：輔助索引
表中除了聚集索引外其他索引都是輔助索引（Secondary Index，也稱為非聚集索引），與聚集索引的區別是：
輔助索引的葉⼦節點不包含⾏記錄的全部資料。
葉⼦節點除了包含鍵值以外，每個葉⼦節點中的索引⾏中還包含⼀個書（bookmark）。該書籤⽤來告訴InnoDB儲存引擎去哪⾥可以找到與索引相對應的⾏資料。

  由於InnoDB儲存引擎是索引組織表，因此InnoDB儲存引擎的輔助索引的書籤就是相應⾏資料的聚集索引鍵。

聚集索引與輔助索引的區別：
聚集索引
1.紀錄的索引順序與物理順序相同 因此更適合 between and 和order by操作
2. 葉子結點直接對應資料 從中間級的索引頁的索引行直接對應資料頁
3.每張表只能建立一個聚集索引
非聚集索引
1.索引順序與物理順序無關
2.葉子結點不直接指向資料頁
3.每張表可以有多個輔助索引，需要更多磁碟和內容 多個索引會影響insert 和update 的速度