8、索引类型详解

索引的类型和存储引擎有关，每种存储引擎所支持的索引类型不一定完全相同。MySQL 索引可以从存储方式、逻辑角度和实际使用的角度来进行分类。

存储方式区分

根据存储方式的不同，MySQL 中常用的索引在物理上分为 B-树索引和 HASH 索引两类，两种不同类型的索引各有其不同的适用范围。

1) B-树索引
B-树索引又称为 BTREE 索引，目前大部分的索引都是采用 B-树索引来存储的。

B-树索引是一个典型的数据结构，其包含的组件主要有以下几个：

• 叶子节点：包含的条目直接指向表里的数据行。叶子节点之间彼此相连，一个叶子节点有一个指向下一个叶子节点的指针。
• 分支节点：包含的条目指向索引里其他的分支节点或者叶子节点。
• 根节点：一个 B-树索引只有一个根节点，实际上就是位于树的最顶端的分支节点。

基于这种树形数据结构，表中的每一行都会在索引上有一个对应值。因此，在表中进行数据查询时，可以根据索引值一步一步定位到数据所在的行。

B-树索引可以进行全键值、键值范围和键值前缀查询，也可以对查询结果进行 ORDER BY 排序。但 B-树索引必须遵循左边前缀原则，要考虑以下几点约束：

• 查询必须从索引的最左边的列开始。
• 查询不能跳过某一索引列，必须按照从左到右的顺序进行匹配。
• 存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列。

2) 哈希索引
哈希（Hash）一般翻译为“散列”，也有直接音译成“哈希”的，就是把任意长度的输入（又叫作预映射，pre-image）通过散列算法变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。

哈希索引也称为散列索引或 HASH 索引。MySQL 目前仅有 MEMORY 存储引擎和 HEAP 存储引擎支持这类索引。其中，MEMORY 存储引擎可以支持 B-树索引和 HASH 索引，且将 HASH 当成默认索引。

HASH 索引不是基于树形的数据结构查找数据，而是根据索引列对应的哈希值的方法获取表的记录行。哈希索引的最大特点是访问速度快，但也存在下面的一些缺点：

• MySQL 需要读取表中索引列的值来参与散列计算，散列计算是一个比较耗时的操作。也就是说，相对于
  B-树索引来说，建立哈希索引会耗费更多的时间。
• 不能使用 HASH 索引排序。
• HASH 索引只支持等值比较，如“=”“IN()”或“<=>”。
• HASH 索引不支持键的部分匹配，因为在计算 HASH 值的时候是通过整个索引值来计算的。

逻辑区分

根据索引的具体用途，MySQL 中的索引在逻辑上分为以下 5 类：

1) 普通索引
普通索引是 MySQL 中最基本的索引类型，它没有任何限制，唯一任务就是加快系统对数据的访问速度。

普通索引允许在定义索引的列中插入重复值和空值。

创建普通索引时，通常使用的关键字是 INDEX 或 KEY。

例 1
下面在 tb_student 表中的 id 字段上建立名为 index_id 的索引。

CREATE INDEX index_id ON tb_student(id);

2) 唯一索引
唯一索引与普通索引类似，不同的是创建唯一性索引的目的不是为了提高访问速度，而是为了避免数据出现重复。

唯一索引列的值必须唯一，允许有空值。如果是组合索引，则列值的组合必须唯一。

创建唯一索引通常使用 UNIQUE 关键字。

例 2
下面在 tb_student 表中的 id 字段上建立名为 index_id 的索引，SQL 语句如下：

CREATE UNIQUE INDEX index_id ON tb_student(id);

其中，id 字段可以有唯一性约束，也可以没有。

3) 主键索引
顾名思义，主键索引就是专门为主键字段创建的索引，也属于索引的一种。

主键索引是一种特殊的唯一索引，不允许值重复或者值为空。

创建主键索引通常使用 PRIMARY KEY 关键字。不能使用 CREATE INDEX 语句创建主键索引。

4) 空间索引
空间索引是对空间数据类型的字段建立的索引，使用 SPATIAL 关键字进行扩展。

创建空间索引的列必须将其声明为 NOT NULL，空间索引只能在存储引擎为 MyISAM 的表中创建。

空间索引主要用于地理空间数据类型 GEOMETRY。对于初学者来说，这类索引很少会用到。

例 3
下面在 tb_student 表中的 line 字段上建立名为 index_line 的索引，SQL 语句如下：

CREATE SPATIAL INDEX index_line ON tb_student(line);

其中，tb_student 表的存储引擎必须是 MyISAM，line 字段必须为空间数据类型，而且是非空的。

5) 全文索引
全文索引主要用来查找文本中的关键字，只能在 CHAR、VARCHAR 或 TEXT 类型的列上创建。在 MySQL 中只有 MyISAM 存储引擎支持全文索引。

全文索引允许在索引列中插入重复值和空值。

不过对于大容量的数据表，生成全文索引非常消耗时间和硬盘空间。

创建全文索引使用 FULLTEXT 关键字。

例 4
在 tb_student 表中的 info 字段上建立名为 index_info 的全文索引，SQL 语句如下：

CREATE FULLTEXT INDEX index_info ON tb_student(info);

其中，index_info 的存储引擎必须是 MyISAM，info 字段必须是 CHAR、VARCHAR 和 TEXT 等类型。

实际使用区分

索引在逻辑上分为以上 5 类，但在实际使用中，索引通常被创建成单列索引和组合索引。

1）单列索引
单列索引就是索引只包含原表的一个列。在表中的单个字段上创建索引，单列索引只根据该字段进行索引。

单列索引可以是普通索引，也可以是唯一性索引，还可以是全文索引。只要保证该索引只对应一个字段即可。

例 5
下面在 tb_student 表中的 address 字段上建立名为 index_addr 的单列索引，address 字段的数据类型为 VARCHAR(20)，索引的数据类型为 CHAR(4)。SQL 语句如下：

CREATE INDEX index_addr ON tb_student(address(4));

这样，查询时可以只查询 address 字段的前 4 个字符，而不需要全部查询。

2）多列索引
组合索引也称为复合索引或多列索引。相对于单列索引来说，组合索引是将原表的多个列共同组成一个索引。多列索引是在表的多个字段上创建一个索引。该索引指向创建时对应的多个字段，可以通过这几个字段进行查询。但是，只有查询条件中使用了这些字段中第一个字段时，索引才会被使用。

例如，在表中的 id、name 和 sex 字段上建立一个多列索引，那么，只有查询条件使用了 id 字段时，该索引才会被使用。

例 6
下面在 tb_student 表中的 name 和 address 字段上建立名为 index_na 的索引，SQL 语句如下：

CREATE INDEX index_na ON tb_student(name,address);

该索引创建好了以后，查询条件中必须有 name 字段才能使用索引。

提示：一个表可以有多个单列索引，但这些索引不是组合索引。一个组合索引实质上为表的查询提供了多个索引，以此来加快查询速度。比如，在一个表中创建了一个组合索引(c1，c2，c3)，在实际查询中，系统用来实际加速的索引有三个：单个索引(c1)、双列索引(c1，c2)和多列索引(c1，c2，c3)。