在《資料庫原理》裡面，對聚簇索引的解釋是:聚簇索引的順序就是資料的物理儲存順序，而對非聚簇索引的解釋是:索引順序與資料物理排列順序無關。正式因為如此，所以一個表最多隻能有一個聚簇索引。

不過這個定義太抽象了。在SQL Server中，索引是通過二叉樹的資料結構來描述的，我們可以這麼理解聚簇索引：索引的葉節點就是資料節點。而非聚簇索引的葉節點仍然是索引節點，只不過有一個指標指向對應的資料塊。如下圖：

聚簇索引與非聚簇索引的本質區別到底是什麼？什麼時候用聚簇索引，什麼時候用非聚簇索引？

這是一個很複雜的問題，很難用三言兩語說清楚。我在這裡從SQL Server索引優化查詢的角度簡單談談(如果對這方面感興趣的話，可以讀一讀微軟出版的《Microsoft SQL Server 2000資料庫程式設計》第3單元的資料結構引論以及第6、13、14單元)。

一、索引塊與資料塊的區別

大家都知道，索引可以提高檢索效率，因為它的二叉樹結構以及佔用空間小，所以訪問速度塊。讓我們來算一道數學題：如果表中的一條記錄在磁碟上佔用 1000位元組的話，我們對其中10位元組的一個欄位建立索引，那麼該記錄對應的索引塊的大小隻有10位元組。我們知道，SQL Server的最小空間分配單元是“頁（Page）”，一個頁在磁碟上佔用8K空間，那麼這一個頁可以儲存上述記錄8條，但可以儲存索引800條。現在我 們要從一個有8000條記錄的表中檢索符合某個條件的記錄，如果沒有索引的話，我們可能需要遍歷8000條×1000位元組/8K位元組=1000個頁面才能 夠找到結果。如果在檢索欄位上有上述索引的話，那麼我們可以在8000條×10位元組/8K位元組=10個頁面中就檢索到滿足條件的索引塊，然後根據索引塊上 的指標逐一找到結果資料塊，這樣IO訪問量要少的多。

二、索引優化技術

是不是有索引就一定檢索的快呢？答案是否。有些時候用索引還不如不用索引快。比如說我們要檢索上述表中的所有記錄，如果不用索引，需要訪問8000 條×1000位元組/8K位元組=1000個頁面，如果使用索引的話，首先檢索索引，訪問8000條×10位元組/8K位元組=10個頁面得到索引檢索結果，再根 據索引檢索結果去對應資料頁面，由於是檢索所有資料，所以需要再訪問8000條×1000位元組/8K位元組=1000個頁面將全部資料讀取出來，一共訪問了 1010個頁面，這顯然不如不用索引快。

三、聚簇索引與非聚簇索引的本質區別

現在可以討論聚簇索引與非聚簇索引的本質區別了。正如本文最前面的兩個圖所示，聚簇索引的葉節點就是資料節點，而非聚簇索引的頁節點仍然是索引檢點，並保留一個連結指向對應資料塊。

還是通過一道數學題來看看它們的區別吧：假設有一8000條記錄的表，表中每條記錄在磁碟上佔用1000位元組，如果在一個10位元組長的欄位上建立非 聚簇索引主鍵，需要二叉樹節點16000個（這16000個節點中有8000個葉節點，每個頁節點都指向一個數據記錄），這樣資料將佔用8000條 ×1000位元組/8K位元組=1000個頁面；索引將佔用16000個節點×10位元組/8K位元組=20個頁面，共計1020個頁面。

同樣一張表，如果我們在對應欄位上建立聚簇索引主鍵，由於聚簇索引的頁節點就是資料節點，所以索引節點僅有8000個，佔用10個頁面，資料仍然佔有1000個頁面。

下面我們看看在執行插入操作時，非聚簇索引的主鍵為什麼比聚簇索引主鍵要快。主鍵約束要求主鍵不能出現重複，那麼SQL Server是怎麼知道不出現重複的呢？唯一的方法就是檢索。對於非聚簇索引，只需要檢索20個頁面中的16000個節點就知道是否有重複，因為所有主鍵 鍵值在這16000個索引節點中都包含了。但對於聚簇索引，索引節點僅僅包含了8000箇中間節點，至於會不會出現重複必須檢索另外1000個頁資料節點 才知道，那麼相當於檢索10+1000=1010個頁面才知道是否有重複。所以聚簇索引主鍵的插入速度要比非聚簇索引主鍵的插入速度慢很多。

讓我們再來看看資料檢索的效率，如果對上述兩表進行檢索，在使用索引的情況下（有些時候SQL Server執行計劃會選擇不使用索引，不過我們這裡姑且假設一定使用索引），對於聚簇索引檢索，我們可能會訪問10個索引頁面外加1000個數據頁面得 到結果（實際情況要比這個好），而對於非聚簇索引，系統會從20個頁面中找到符合條件的節點，再對映到1000個數據頁面上（這也是最糟糕的情況），比較 一下，一個訪問了1010個頁面而另一個訪問了1020個頁面，可見檢索效率差異並不是很大。所以不管非聚簇索引也好還是聚簇索引也好，都適合排序，聚簇 索引僅僅比非聚簇索引快一點。

結語

好了，寫了半天，手都累了。關於聚簇索引與非聚簇索引效率問題的實驗就不做了，感興趣的話可以自己使用查詢分析器對查詢計劃進行分析。SQL Server是一個很複雜的系統，尤其是索引以及查詢優化技術，Oracle就更復雜了。瞭解索引以及查詢背後的事情不是什麼壞事，它可以幫助我們更為深 刻的瞭解我們的系統。