mysql索引的基本原理

MySQL索引通过B+树等数据结构提升查询效率，类似书籍目录避免全表扫描。1. B+树所有数据存于叶子节点，非叶子节点仅存索引，降低磁盘I/O；2. 叶子节点用指针连接，支持高效范围查询；3. 树高通常2~3层，查找稳定快速。哈希索引适用于等值查询，不支持范围或排序。主键索引唯一非空，InnoDB中即聚簇索引；唯一索引保证值唯一，允一个NULL；普通索引无约束；组合索引遵循最左前缀原则，如(name, age)可命中name或name与age组合条件，单独age则失效。索引提高效率在于优化器选择索引后，经几次磁盘读取即可定位数据，减少扫描量。但索引过多增加存储和写开销，影响INSERT、UPDATE、DELETE性能。常见索引失效包括：对字段用函数如YEAR(create_time)；字符串未加引号致隐式转换；使用!=或NOT IN；LIKE以%开头；组合索引不满足最左前缀。合理设计索引策略可显著提升数据库性能。

MySQL索引的核心作用是提升数据查询效率，它类似于书籍的目录，通过建立特定的数据结构，让数据库能快速定位到目标数据，避免全表扫描。

索引的基本数据结构

MySQL中最常见的索引类型使用的是B+树结构，尤其是在InnoDB存储引擎中。B+树是一种多路平衡搜索树，具有以下特点：

• 所有数据都存储在叶子节点，非叶子节点只存索引信息，有利于减少磁盘I/O
• 叶子节点之间通过指针连接，支持高效的范围查询（如 BETWEEN、>、<）
• 树的高度通常为2~3层，查找性能稳定，即使数据量大也能快速访问

索引的分类与应用场景

根据字段特性和使用方式，MySQL索引可分为多种类型：

• 主键索引（PRIMARY KEY）：唯一且非空，每个表只能有一个，InnoDB中主键索引即聚簇索引
• 唯一索引（UNIQUE）：保证字段值唯一，允许一个NULL值
• 普通索引（INDEX）：最基本的索引类型，无约束限制
• 组合索引（Composite Index）：多个字段联合创建的索引，遵循最左前缀原则

例如，对 (name, age) 建立组合索引，则查询条件包含 name 或 (name AND age) 可命中索引，但仅用 age 则无法使用。

索引如何提高查询效率

当执行一条SELECT语句时，优化器会判断是否可以使用索引。如果命中索引：

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• 从B+树根节点开始逐层查找，经过几次磁盘读取即可到达叶子节点
• 直接获取到行记录的物理位置或主键值（二级索引需回表）
• 大幅减少需要扫描的数据页数量，提升响应速度

但索引并非越多越好。维护索引需要额外的存储空间和写入开销（INSERT、UPDATE、DELETE 都要更新索引），可能影响写性能。

索引失效的常见情况

即使建了索引，不当的SQL写法也会导致索引无法使用：

• 对字段使用函数或表达式，如 WHERE YEAR(create_time) = 2023
• 字符串字段查询未加引号，造成隐式类型转换
• 使用 != 或 NOT IN 等否定条件
• 模糊查询以通配符开头，如 LIKE '%abc'
• 组合索引未遵守最左前缀原则

基本上就这些。理解索引原理有助于写出高效SQL，合理设计表结构和索引策略能显著提升数据库性能。

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