1. 什麼是索引？
索引是一種特殊的文件(InnoDB數據表上的索引是表空間的一個組成部分)，它們包含著對數據表裡所有記錄的引用指針。
索引是一種數據結構。數據庫索引，是數據庫管理系統中一個排序的數據結構，以協助快速查詢、更新數據庫表中數據。索引的實現通常使用B樹及其變種B+樹。
更通俗的說，索引就相當於目錄。為了方便查找書中的內容，通過對內容建立索引形成目錄。索引是一個文件，它是要佔據物理空間的。
2. 索引有哪些優缺點？
索引的優點
· 可以大大加快數據的檢索速度，這也是創建索引的最主要的原因。
· 通過使用索引，可以在查詢的過程中，使用優化隱藏器，提高系統的性能。
索引的缺點
· 時間方面：創建索引和維護索引要耗費時間，具體地，當對錶中的數據進行增加、刪除和修改的時候，索引也要動態的維護，會降低增/改/刪的執行效率；
· 空間方面：索引需要佔物理空間。
3. 索引使用場景（重點）
where
上圖中，根據id查詢記錄，因為id字段僅建立了主鍵索引，因此此SQL執行可選的索引只有主鍵索引，如果有多個，最終會選一個較優的作為檢索的依據。
-- 增加一個沒有建立索引的字段
alter table innodb1 add sex char(1);
-- 按sex檢索時可選的索引為null
EXPLAIN SELECT * from innodb1 where sex='男';
可以嘗試在一個字段未建立索引時，根據該字段查詢的效率，然後對該字段建立索引（alter table 表名 add index(字段名)），同樣的SQL執行的效率，你會發現查詢效率會有明顯的提升（數據量越大越明顯）。
order by
當我們使用order by將查詢結果按照某個字段排序時，如果該字段沒有建立索引，那麼執行計劃會將查詢出的所有數據使用外部排序（將數據從硬盤分批讀取到內存使用內部排序，最後合併排序結果），這個操作是很影響性能的，因為需要將查詢涉及到的所有數據從磁盤中讀到內存（如果單條數據過大或者數據量過多都會降低效率），更無論讀到內存之後的排序了。
但是如果我們對該字段建立索引alter table 表名 add index(字段名)，那麼由於索引本身是有序的，因此直接按照索引的順序和映射關係逐條取出數據即可。而且如果分頁的，那麼只用取出索引表某個範圍內的索引對應的數據，而不用像上述那取出所有數據進行排序再返回某個範圍內的數據。（從磁盤取數據是最影響性能的）
join
對join語句匹配關係（on）涉及的字段建立索引能夠提高效率
索引覆蓋
如果要查詢的字段都建立過索引，那麼引擎會直接在索引表中查詢而不會訪問原始數據（否則只要有一個字段沒有建立索引就會做全表掃描），這叫索引覆蓋。因此我們需要儘可能的在select後只寫必要的查詢字段，以增加索引覆蓋的幾率。
這裡值得注意的是不要想著為每個字段建立索引，因為優先使用索引的優勢就在於其體積小。
4. 索引有哪幾種類型？
主鍵索引: 數據列不允許重複，不允許為NULL，一個表只能有一個主鍵。
唯一索引: 數據列不允許重複，允許為NULL值，一個表允許多個列創建唯一索引。
· 可以通過 ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE (column); 創建唯一索引
· 可以通過 ALTER TABLE table_name ADD UNIQUE (column1,column2); 創建唯一組合索引
普通索引: 基本的索引類型，沒有唯一性的限制，允許為NULL值。
· 可以通過ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name (column);創建普通索引
· 可以通過ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name(column1, column2, column3);創建組合索引
全文索引：是目前搜索引擎使用的一種關鍵技術。
· 可以通過ALTER TABLE table_name ADD FULLTEXT (column);創建全文索引
5. 索引的數據結構（b樹，hash）
索引的數據結構和具體存儲引擎的實現有關，在MySQL中使用較多的索引有Hash索引，B+樹索引等，而我們經常使用的InnoDB存儲引擎的默認索引實現為：B+樹索引。對於哈希索引來說，底層的數據結構就是哈希表，因此在絕大多數需求為單條記錄查詢的時候，可以選擇哈希索引，查詢性能最快；其餘大部分場景，建議選擇BTree索引。
1）B樹索引
mysql通過存儲引擎取數據，基本上90%的人用的就是InnoDB了，按照實現方式分，InnoDB的索引類型目前只有兩種：BTREE（B樹）索引和HASH索引。B樹索引是Mysql數據庫中使用最頻繁的索引類型，基本所有存儲引擎都支持BTree索引。通常我們說的索引不出意外指的就是（B樹）索引（實際是用B+樹實現的，因為在查看錶索引時，mysql一律打印BTREE，所以簡稱為B樹索引）
查詢方式：
主鍵索引區:PI(關聯保存的時數據的地址)按主鍵查詢,
普通索引區:si(關聯的id的地址,然後再到達上面的地址)。所以按主鍵查詢,速度最快
B+tree性質：
1.）n棵子tree的節點包含n個關鍵字，不用來保存數據而是保存數據的索引。
2.）所有的葉子結點中包含了全部關鍵字的信息，及指向含這些關鍵字記錄的指針，且葉子結點本身依關鍵字的大小自小而大順序鏈接。
3.）所有的非終端結點可以看成是索引部分，結點中僅含其子樹中的最大（或最小）關鍵字。
4.）B+ 樹中，數據對象的插入和刪除僅在葉節點上進行。
5.）B+樹有2個頭指針，一個是樹的根節點，一個是最小關鍵碼的葉節點。
2）哈希索引
簡要說下，類似於數據結構中簡單實現的HASH表（散列表）一樣，當我們在mysql中用哈希索引時，主要就是通過Hash算法（常見的Hash算法有直接定址法、平方取中法、摺疊法、除數取餘法、隨機數法），將數據庫字段數據轉換成定長的Hash值，與這條數據的行指針一併存入Hash表的對應位置；如果發生Hash碰撞（兩個不同關鍵字的Hash值相同），則在對應Hash鍵下以鏈表形式存儲。當然這只是簡略模擬圖。
6. 索引的基本原理
索引用來快速地尋找那些具有特定值的記錄。如果沒有索引，一般來說執行查詢時遍歷整張表。
索引的原理很簡單，就是把無序的數據變成有序的查詢
1. 把創建了索引的列的內容進行排序
2. 對排序結果生成倒排表
3. 在倒排表內容上拼上數據地址鏈
4. 在查詢的時候，先拿到倒排表內容，再取出數據地址鏈，從而拿到具體數據
7. 索引算法有哪些？
索引算法有 BTree算法和Hash算法
BTree算法
BTree是最常用的mysql數據庫索引算法，也是mysql默認的算法。因為它不僅可以被用在=,>,>=,
-- 只要它的查詢條件是一個不以通配符開頭的常量
select * from user where name like 'jack%';
-- 如果一通配符開頭，或者沒有使用常量，則不會使用索引，例如：
select * from user where name like '%jack';
Hash算法
Hash Hash索引只能用於對等比較，例如=,<=>（相當於=）操作符。由於是一次定位數據，不像BTree索引需要從根節點到枝節點，最後才能訪問到頁節點這樣多次IO訪問，所以檢索效率遠高於BTree索引。
8. 索引設計的原則？
1. 適合索引的列是出現在where子句中的列，或者連接子句中指定的列
2. 基數較小的類，索引效果較差，沒有必要在此列建立索引
3. 使用短索引，如果對長字符串列進行索引，應該指定一個前綴長度，這樣能夠節省大量索引空間
4. 不要過度索引。索引需要額外的磁盤空間，並降低寫操作的性能。在修改表內容的時候，索引會進行更新甚至重構，索引列越多，這個時間就會越長。所以只保持需要的索引有利於查詢即可。
9. 創建索引的原則（重中之重）
索引雖好，但也不是無限制的使用，最好符合一下幾個原則
1） 最左前綴匹配原則，組合索引非常重要的原則，mysql會一直向右匹配直到遇到範圍查詢(>、 3 and d = 4 如果建立(a,b,c,d)順序的索引，d是用不到索引的，如果建立(a,b,d,c)的索引則都可以用到，a,b,d的順序可以任意調整。
2）較頻繁作為查詢條件的字段才去創建索引
3）更新頻繁字段不適合創建索引
4）若是不能有效區分數據的列不適合做索引列(如性別，男女未知，最多也就三種，區分度實在太低)
5）儘量的擴展索引，不要新建索引。比如表中已經有a的索引，現在要加(a,b)的索引，那麼只需要修改原來的索引即可。
6）定義有外鍵的數據列一定要建立索引。
7）對於那些查詢中很少涉及的列，重複值比較多的列不要建立索引。
8）對於定義為text、image和bit的數據類型的列不要建立索引。
10. 創建索引的三種方式，刪除索引
第一種方式：在執行CREATE TABLE時創建索引
CREATE TABLE user_index2 (
id INT auto_increment PRIMARY KEY,
first_name VARCHAR (16),
last_name VARCHAR (16),
id_card VARCHAR (18),
information text,
KEY name (first_name, last_name),
FULLTEXT KEY (information),
UNIQUE KEY (id_card)
);
第二種方式：使用ALTER TABLE命令去增加索引
ALTER TABLE table_name ADD INDEX index_name (column_list);
· 1
ALTER TABLE用來創建普通索引、UNIQUE索引或PRIMARY KEY索引。
其中table_name是要增加索引的表名，column_list指出對哪些列進行索引，多列時各列之間用逗號分隔。
索引名index_name可自己命名，缺省時，MySQL將根據第一個索引列賦一個名稱。另外，ALTER TABLE允許在單個語句中更改多個表，因此可以在同時創建多個索引。
第三種方式：使用CREATE INDEX命令創建
CREATE INDEX index_name ON table_name (column_list);
CREATE INDEX可對錶增加普通索引或UNIQUE索引。（但是，不能創建PRIMARY KEY索引）
刪除索引
根據索引名刪除普通索引、唯一索引、全文索引：alter table 表名 drop KEY 索引名
alter table user_index drop KEY name;
alter table user_index drop KEY id_card;
alter table user_index drop KEY information;
刪除主鍵索引：alter table 表名 drop primary key（因為主鍵只有一個）。這裡值得注意的是，如果主鍵自增長，那麼不能直接執行此操作（自增長依賴於主鍵索引）：
需要取消自增長再行刪除：
alter table user_index
-- 重新定義字段
MODIFY id int,
drop PRIMARY KEY
但通常不會刪除主鍵，因為設計主鍵一定與業務邏輯無關。
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