索引的概念和用途

索引的概念 ： 在mysql内部，IO数据的单位是page页(16KB)，以B+树的形式将所有的page页进行组织，形成的数据结构和与其配套的
查找算法叫做索引。 （听到即懵逼？？？？， 慢慢向下看， 疑惑最终回解决）
索引的用途： 用于提高数据库查询效率。 但是呢，查询速度的提高，但是对于增删查改的效率会降低。
所以：索引的核心在于：提高海量数据的查询速度。

索引的类型：
1， 主键索引
2， 唯一索引
3， 普通索引（辅助索引）
4， 全文索引。（不用关心）

对于索引的SQL操作比较简单，就不细说了。

而且，存储引擎的不同，索引会有些区别。
无特殊说明，往下全是 innodb存储引擎的情况

应用层的mysql（各种操作语句）与底层的mysql数据库（磁盘上的文件）交互

我们知道，数据库的主要功能是管理数据，而数据库存储数据肯定是以文件的形式保存在磁盘当中，这样才能永久保存。
而应用层的mysql不可能直接去访问磁盘中的数据， 肯定是将磁盘中的数据加载到内存，然后mysql与数据进行操作处理。
当然了，肯定也不是将磁盘中所有的数据库中的所有数据加载到内存。

其实，每当我们启动mysql的时候，我们都会在内存中申请一段空间 buffer pool =128M ,用于加载磁盘中的数据。
当mysql操作完数据后，buffer pool 以某种刷新策略刷新回磁盘中，做到永久保存。

那么， 问题又来了。 每次从磁盘中读取多少的数据呢？

IO的单位

系统读取磁盘中的数据，是以块为单位，是4KB。 （这里有疑惑可以百度一下，涉及硬盘相关的硬件知识）
然而数据库是专门用来管理数据的，为了提高IO效率 ------->以page单位 （16KB）。
也就是说：当mysql操作数据的时候，将需要操作的数据加载到内存中的buffer pool中， 是以page单位的。
刷新到磁盘中，也是以page为单位的。

然后的话，mysql操作数据的时候，肯定是磁盘中有数据，内存中也有数据。
（因为只用将需要操作的相关数据以page为单位加载到内存，这里说的不是拼凑要操作的数据，
而是建立索引后，数据会排序，将数据上下相连满16KB一个page，加载到内存）

为什么IO单位是page（16KB）呢？ 需要多少数据加载多少数据到内存不好吗？
原因 ： 提高IO效率， 这次要操作的数据 和下次要操作的数据可能都在一个page。

深入理解索引

我们这样插入几组数据，然后再查询会发现：按照主键进行排序。 问题又来了， 为什么会排序呢？

如何理解单个page（16KB）

128M * 1024 / 16= 8192 也就是说，128M的buffer poll 能容纳 8192个page，根据主键查找一条记录需要遍历每个page，
就算是页内查找效率提高，那查找出来也是够呛。 如何提高呢？ ------> 给page页加上目录。

目录项 ： 最小数据的键值 + page地址
目录页的本质也是页，普通页中存的数据是用户数据，而目录页中存的数据是普通页的地址。
一个目录页16KB ，而一个键值4byte 一个地址是4byte ---->一个目录页可以存放 16 * 1024 / 8 = 2048个目录项，而一个buffer pool最多才有8000多个page
也就是说：树的高度非常低 -------> 只用将少量高频访问的目录页加载到内存，就完全可以极大的提高IO效率。

为了防止线性遍历目录页，顶层的目录页仍旧可以继续加目录页，如：

而这样的数据结构就是 ： B+ 树。

对比其他数据结构：
链表？线性遍历
二叉搜索树？在完全有序的情况下，退化成为单边树。
AVL &&红黑树？虽然是平衡或者近似平衡，但是毕竟是二叉结构，相比较多阶B+，意味着树整体过高，大家都
是自顶向下找，层高越低，意味着系统与硬盘更少的IO Page交互。
Hash？官方的索引实现方式中， MySQL 是支持HASH的，不过 InnoDB 和 MyISAM 并不支持.Hash跟进其算法特
征，决定了虽然有时候也很快(O(1))，不过，在面对范围查找就明显不行。

与B树的区别：
B树的所有节点存放数据+page指针，而B+树只有叶子节点存放数据，非叶子节点（目录页）存放最小数据的键值和page指针
B树叶子节点不连续， B+树叶子节点连续 （更有利于范围查找）。

查找效率是提高了， 你再想想增删查改 ------> 基本上就是整个结构都要修改 。

聚簇索引 VS 非聚簇索引

都是B+树的结构。
用户数据 ： 可以理解为一条条插入的记录
索引数据 ： 一个page页内中的目录字段 + page指针等等，，

普通（辅助）索引

MySQL 除了默认会建立主键索引外，我们用户也有可能建立按照其他列信息建立的索引，一般这种索引可以
叫做辅助（普通）索引。

MyISAM的辅助索引和主键索引无区别， 就是上面的非聚簇索引。 （用户数据和索引数据分离）
InnoDB 的辅助索引中叶子节点并没有数据，而只有对应记录的主键值。
所以通过辅助（普通）索引，找到目标记录，需要两遍索引**：首先检索辅助索引获得主键，然后用主键到主索引中检
索获得记录。这种过程，就叫做回表查询**
为何 InnoDB 针对这种辅助（普通）索引的场景，不给叶子节点也附上数据呢？原因就是太浪费空间了。

还有一种索引 ------ 唯一索引， 不能重复，可以为null， 加上 not null 等价于 主键索引。

这里的什么主键索引 + 唯一索引 + 辅助索引的 特性知识就不罗嗦了， 随便百度或者翻学校的烂教材都能找到。

什么字段适合做主键？

比较频繁作为查询条件的字段应该创建索引
唯一性太差的字段不适合单独创建索引，即使频繁作为查询条件
更新非常频繁的字段不适合作创建索引
不会出现在where子句中的字段不该创建索引