MySQL的索引分类

   在前面我为什么用多样化去形容数据库索引呢？因为确实如此，先列一些大家都听说过的索引称呼：聚簇索引、非聚簇索引、唯一索引、主键索引、联合索引、全文索引、单列索引、多列索引、复合索引、普通索引、二级索引、辅助索引、次级索引、有序索引、B+Tree索引、R-Tree索引、T-Tree索引、Hash索引、空间索引、前缀索引......

是不是看的眼花缭乱，这些都是MySQL中索引的一些称呼，一通看下来，估计大家看“索引”两个字都有点不认识了^_^

但实际上MySQL中真的有这么多索引类型吗？其实并没有，上述列出的索引称呼中，有几个称呼对应的索引是同一个，有一部分只是逻辑上的索引，那索引究竟该如何分类呢？其实从不同的层面上来说，可以将索引划分为不同的类型，接下来重点聊一聊。

1.1、数据结构层次

   前面聊索引本质的时候提到过，索引建立后也会在磁盘生成索引文件，那每个具体的索引节点该如何在本地文件中存放呢？这点是由索引的数据结构来决定的。比如索引的底层结构是数组，那所有的索引节点都会以Node1→Node2→Node3→Node4....这样的形式，存储在磁盘同一块物理空间中，不过MySQL的索引不支持数组结构，或者说数组结构不适合作为索引结构，MySQL索引支持的数据结构如下：

• B+Tree类型：MySQL中最常用的索引结构，大部分引擎支持，有序。
• Hash类型：大部分存储引擎都支持，字段值不重复的情况下查询最快，无序。
• R-Tree类型：MyISAM引擎支持，也就是空间索引的默认结构类型。
• T-Tree类型：NDB-Cluster引擎支持，主要用于MySQL-Cluster服务中。

在上述的几种索引结构中，B+树和哈希索引是最常见的索引结构，几乎大部分存储引擎都实现了，对于后续两种索引结构在某些情况下也较为常见，但除开列出的几种索引结构外，MySQL索引支持的数据结构还有R+、R*、QR、SS、X树等结构。

但为何后续的一些索引结构大家没听说过呢？这是因为索引到底支持什么数据结构，这是由存储引擎决定的，不同的存储引擎支持的索引结构也并不同，目前较为常用的引擎就是MyISAM、InnoDB，因此大家未曾听说后面列出的这些索引结构也是正常的。

当然，也正因为索引结构由存储引擎决定，而MySQL引擎层在《MySQL架构篇》中提到过，属于可拔插式引擎，所以如果你有能力自己实现一个引擎，那你甚至可以让引擎的索引机制支持任何数据结构。

在MySQL中创建索引时，其默认的数据结构就为B+Tree，如何更换索引的数据结构呢？如下：

CREATE INDEX indexName ON tableName (columnName(length) [ASC|DESC]) USING HASH;

也就是在创建索引时，通过USING关键字显示指定索引的数据结构（必须要为当前引擎支持的结构）。

同时索引会被分为有序索引和无序索引，这是指索引文件中存储索引节点时，会不会按照字段值去排序。那一个索引到底是有序还是无序，就是依据数据结构决定的，例如B+Tree、R-Tree等树结构都是有序，而哈希结构则是无序的。

1.2、字段数量层次

   前面从索引的数据结构层次出发，可以将索引分为不同结构的类型，而从表字段的层次来看，索引又可以分为单列索引和多列索引，这两个称呼也比较好理解，单列索引是指索引是基于一个字段建立的，多列索引则是指由多个字段组合建立的索引。

单列索引也会分为很多类型，比如：

• 唯一索引：指索引中的索引节点值不允许重复，一般配合唯一约束使用。
• 主键索引：主键索引是一种特殊的唯一索引，和普通唯一索引的区别在于不允许有空值。
• 普通索引：通过KEY、INDEX关键字创建的索引就是这个类型，没啥限制，单纯的可以让查询快一点。
• .....还有很多很多，只要是基于单个字段建立的索引都可以被称为单列索引。

多列索引的概念前面解释过了，不过它也有很多种叫法，例如：

• 组合索引、联合索引、复合索引、多值索引....

但不管名称咋变，描述的含义都是相同的，即由多个字段组合建立的索引。

不过在使用多列索引时要注意：当建立多列索引后，一条SELECT语句，只有当查询条件中了包含了多列索引的第一个字段时，才能使用多列索引，下面举个栗子。

比如在用户表中，通过id、name、age三个字段建立一个多列索引，什么情况下会使用索引，什么时候不会呢？如下：

-- 无法使用多列索引的SQL语句
SELECT * FROM `zz_user` WHERE name = "竹子" AND age = "18";

-- 能命中多列索引的SQL语句
SELECT * FROM `zz_user` WHERE name = "竹子" AND id = 6;

OK，到这里就根据字段数量的层面出发，简单讲明了单列和多列索引的概念，但无论是单列还是多列，都可以存在一个前缀索引的概念，啥叫前缀索引呢？还记得创建索引时指定的length字段吗？

• length：如果字段存储的值过长，选用值的前多少个字符创建索引。

使用一个字段值中的前N个字符创建出的索引，就可以被称为前缀索引，前缀索引能够在很大程度上，节省索引文件的存储空间，也能很大程度上提升索引的性能，这是为什么呢？后面分析索引实现原理的时候细聊。

1.3、功能逻辑层次

   相信大家在面试时，如果问到了MySQL索引机制，相信一定会问如下这道面试题：

请回答一下你知道的MySQL索引类型。

这题的答案该怎么回答呢？其实主要就是指MySQL索引从逻辑上可以分为那些类型，以功能逻辑划分索引类型，这也是最常见的划分方式，从这个维度来看主要可划分为五种：

• 普通索引、唯一索引、主键索引、全文索引、空间索引

对于普通索引、唯一索引、主键索引都介绍过了，就不再过多阐述，但稍微提一嘴，在主键字段上建立的索引被称为主键索引，非主键字段上建立的索引一般被称为辅助索引或、二级索引或次级索引，接着重点聊一下全文索引和空间索引。

全文索引和空间索引都是MySQL5.7版本后开始支持的索引类型，不过这两种索引都只有MyISAM引擎支持，其他引擎要么我没用过，要么就由于自身实现的原因不支持，例如InnoDB。对于全文索引而言，其实在MySQL5.6版本中就有了，但当时并不支持汉字检索，到了5.7.6版本的时候才内嵌ngram全文解析器，才支持亚洲语种的分词，同时InnoDB引擎也开始支持全文索引，在5.7版本之前，只有MyISAM引擎支持。

全文索引

   全文索引类似于ES、Solr搜索中间件中的分词器，或者说和之前常用的like+%模糊查询很类似，它只能创建在CHAR、VARCHAR、TEXT等这些文本类型字段上，而且使用全文索引查询时，条件字符数量必须大于3才生效。当然，还是举个栗子才有感觉：

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| article_id | article_name                               | special_column   |
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|          1 | MySQL架构篇：自顶向下深入剖析MySQL整体架构 | 《全解MySQL》    |
|          2 | MySQL执行篇：一条SQL语句从诞生至结束的历程 | 《全解MySQL》    |
|          3 | MySQL设计篇：数据库六范式与反范式设计准则！| 《全解MySQL》    |
|          4 | MySQL索引篇：索引概述、分类及建立索引的原则| 《全解MySQL》    |
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比如现在用户想要搜索一篇文章，但是忘记文章全称了，只记得「诞生至结束」这个词汇，此时用户搜索这个词汇，走全文索引的情况下，照样能够定位到上表中的第二条记录。

当然，全文索引如何创建与使用，待会儿后面一起列出来。

空间索引

   空间索引这玩意儿其实用的不多，至少大部分项目的业务中不会用到，想要弄清楚空间索引，那么首先得知道一个概念：GIS空间数据，GIS是什么意思呢？是地理信息系统，这是一门新的学科，基于了计算机、信息学、地理学等多科构建的，主要就是用于管理地理信息的数据结构，在国土、规划、出行、配送、地图等和地理有关的项目中，应用较为频繁。

地理空间数据主要包含矢量数据、3D模型、影像文件、坐标数据等，说简单点，空间数据也就是可以将地理信息以模型的方式，在地图上标注出来。在MySQL中总共支持GEOMETRY、POINT、LINESTRING、POLYGON四种空间数据类型，而空间索引则是基于这些类型的字段建立的，也就是可以帮助我们快捷检索空间数据。

不过对于空间索引，一般用的较少，大家了解即可。

1.4、存储方式层次

   上面聊完了三种不同层次的索引划分后，接着从存储方式的层面再聊聊，从存储方式来看，MySQL的索引主要可分为两大类：

• 聚簇索引：也被称为聚集索引、簇类索引
• 非聚簇索引：也叫非聚集索引、非簇类索引、二级索引、辅助索引、次级索引

重点说一说这两类索引存储方式的区别，在说之前先回忆一下数组和链表的区别：

• 数组是物理空间上的连续，存储的所有元素都会按序存放在同一块内存区域中。
• 链表是逻辑上的连续，存储的所有元素可能不在同一块内存，元素之间以指针连接。

为啥要说这个呢？因为聚簇索引和非聚簇索引的区别也大致是相同的：

• 聚簇索引：逻辑上连续且物理空间上的连续。
• 非聚簇索引：逻辑上的连续，物理空间上不连续。

当然，这里的连续和数组不同，因为索引大部分都是使用B+Tree结构存储，所以在磁盘中数据是以树结构存放的，所以连续并不是指索引节点，而是指索引数据和表数据，也就是说聚簇索引中，索引数据和表数据在磁盘中的位置是一起的，而非聚簇索引则是分开的，索引节点和表数据之间，用物理地址的方式维护两者的联系。

不过一张表中只能存在一个聚簇索引，一般都会选用主键作为聚簇索引，其他字段上建立的索引都属于非聚簇索引，或者称之为辅助索引、次级索引。但也不要走进一个误区，虽然MySQL默认会使用主键上建立的索引作为聚簇索引，但也可以指定其他字段上的索引为聚簇索引，一般聚簇索引要求索引必须是非空唯一索引才行。

其实就算表中没有定义主键，InnoDB中会选择一个唯一的非空索引作为聚簇索引，但如果非空唯一索引也不存在，InnoDB隐式定义一个主键来作为聚簇索引。

当然，主键或者说聚簇索引，一般适合采用带有自增性的顺序值。

对于聚簇、非聚簇索引的区别、两者的查找过程、隐式主键、为何主键适合自增值等这些问题，在后续的《索引原理篇》中会详细讲解。

1.5、索引分类小结

   至此，对于MySQL“多样化”的索引机制，一大堆索引名词，就已经梳理清楚啦！相信到这里为止，大家也对MySQL的索引机制有了系统化的认知，其实最开始给出的一大堆索引名词，只是从不同角度划分出来的，在上述中分别从数据结构、字段数量、功能逻辑以及存储方式多个层面进行了描述。当然，要牢记的是，以功能逻辑的层次来划分索引，这也是最常用的方式。