Msyql聚簇索引和非聚簇索引

前提

MySQL索引一直是面试中的常客，一提起索引，很多人都能答出来我知道Hash索引和B+树索引，Hash是比较简单的，那么B+树索引就有点复杂了。

在创建表的时候，我们可以看到引擎有MyISAM , InnoDB等等，这两种是我们经常说到的，从5.5版本及以后引擎就默认为InnoDB了，也说的是从5.1版本之后就默认是InnoDB了，不过这个不用纠结，反正现在使用的mysql基本都默认引擎为InnoDB，我们这篇文章都是基于InnoDB来说的。

概念

在关系数据库中，索引是一种单独的、物理的对数据库表中一列或多列的值进行排序的一种存储结构，它是某个表中一列或若干列值的集合和相应的指向表中物理标识这些值的数据页的逻辑指针清单。索引的作用相当于图书的目录，可以根据目录中的页码快速找到所需的内容。

索引提供指向存储在表的指定列中的数据值的指针，然后根据您指定的排序顺序对这些指针排序。数据库使用索引以找到特定值，然后顺指针找到包含该值的行。这样可以使对应于表的SQL语句执行得更快，可快速访问数据库表中的特定信息。

当表中有大量记录时，若要对表进行查询，第一种搜索信息方式是全表搜索，是将所有记录一一取出，和查询条件进行一一对比，然后返回满足条件的记录，这样做会消耗大量数据库系统时间，并造成大量磁盘I/O操作；第二种就是在表中建立索引，然后在索引中找到符合查询条件的索引值，最后通过保存在索引中的ROWID（相当于页码）快速找到表中对应的记录

索引类型

根据数据库的功能，可以在数据库设计器中创建四种索引：单列索引、唯一索引、主键索引和聚集索引。

主键索引，唯一索引什么的，都比较简单，这里就不展开介绍了。主要介绍一下聚集索引。

聚簇索引

聚簇索引（Clustered Index）一般指的是主键索引（如果存在主键索引的话），聚簇索引也被称之为聚集索引。

聚簇索引在 InnoDB 中是使用 B+ 树实现的，比如我们创建一张 student 表，它的构建 SQL 如下：

drop table if exists student;
create table student(
    id int primary key, 
    name varchar(16),
    class_id int not null, 
    index (class_id)
)engine=InnoDB;
-- 添加测试数据
insert into student(id,name,class_id) values(1,'张三',100),
    (2,'李四',200),(3,'王五',300);

以上 student 表中有一个聚簇索引（也就是主键索引）id，和一个非聚簇索引 class_id。

聚簇索引 id 对应的 B+ 树如下图所示：

在聚簇索引的叶子节点直接存储用户信息的内存地址，我们使用内存地址可以直接找到相应的行数据。

优点：

1.数据访问更快，因为聚簇索引将索引和数据保存在同一个B+树中，因此从聚簇索引中获取数据比非聚簇索引更快

2.聚簇索引对于主键的排序查找和范围查找速度非常快

缺点：

1.插入速度严重依赖于插入顺序，按照主键的顺序插入是最快的方式，否则将会出现页分裂，严重影响性能。因此，对于InnoDB表，我们一般都会定义一个自增的ID列为主键

2.更新主键的代价很高，因为将会导致被更新的行移动。因此，对于InnoDB表，我们一般定义主键为不可更新。

3.二级索引访问需要两次索引查找，第一次找到主键值，第二次根据主键值找到行数据。

非聚簇索引

非聚簇索引在 InnoDB 引擎中，也叫二级索引，以上面 student 表为例，在 student 中非聚簇索引 class_id 对应 B+ 树如下图所示：

从上图我们可以看出，在非聚簇索引的叶子节点上存储的并不是真正的行数据，而是主键 ID，所以当我们使用非聚簇索引进行查询时，首先会得到一个主键 ID，然后再使用主键 ID 去聚簇索引上找到真正的行数据，我们把这个过程称之为回表查询。

聚簇索引和非聚簇索引的区别

聚簇索引的叶子节点存放的是主键值和数据行，支持覆盖索引；二级索引的叶子节点存放的是主键值或指向数据行的指针。

由于节子节点(数据页)只能按照一颗B+树排序，故一张表只能有一个聚簇索引。辅助索引的存在不影响聚簇索引中数据的组织，所以一张表可以有多个辅助索引

总结

在 MySQL 的 InnoDB 引擎中，每个索引都会对应一颗 B+ 树，而聚簇索引和非聚簇索引最大的区别在于叶子节点存储的数据不同，聚簇索引叶子节点存储的是行数据，因此通过聚簇索引可以直接找到真正的行数据；而非聚簇索引叶子节点存储的是主键信息，所以使用非聚簇索引还需要回表查询，因此我们可以得出聚簇索引和非聚簇索引的区别主要有以下几个：

• 聚簇索引叶子节点存储的是行数据；而非聚簇索引叶子节点存储的是聚簇索引（通常是主键 ID）。

• 聚簇索引查询效率更高，而非聚簇索引需要进行回表查询，因此性能不如聚簇索引。

• 聚簇索引一般为主键索引，而主键一个表中只能有一个，因此聚簇索引一个表中也只能有一个，而非聚簇索引则没有数量上的限制。