經常聽到程序員調侃面試時被要求手撕B樹、紅黑樹，但是入職後卻只能做一個安靜的CRUD boy。

B樹與紅黑樹最廣泛的應用就是資料庫索引，熟練使用索引是程序員最重要的基本功之一。索引的數據結構可以是樹，也可以是哈希表。常用的資料庫都是樹結構的索引，本篇的背景也全部以樹結構的索引為前提。本文旨在梳理各種常見的索引類型，簡明扼要地說明它們的區別與聯繫，不討論數據結構與演算法。話不多說，直接上乾貨。

索引

資料庫只做兩件事情：存儲數據、檢索數據。而索引是在你存儲的數據之外，額外保存一些路標（一般是B+樹），以減少檢索數據的時間。所以索引是主數據衍生的附加結構。

一張表可以建立任意多個索引，每個索引可以是任意多個欄位的組合。索引可能會提高查詢速度（如果查詢時使用了索引），但一定會減慢寫入速度，因為每次寫入時都需要更新索引，所以索引只應該加在經常需要搜索的列上，不要加在寫多讀少的列上。

單列索引 與 複合索引

只包含一個欄位的索引叫做單列索引，包含兩個或以上欄位的索引叫做複合索引（或組合索引）。建立複合索引時，欄位的順序極其重要。

下面這個SQL語句在 列X，列Y，列Z 上建立了一個複合索引。

CREATE INDEX 索引名 ON 表名(列名X, 列名Y, 列名Z);

其實這相當於建立了三個索引，分別是：

1、單列索引（列X） 2、複合索引（列X, 列Y） 3、複合索引（列X，列Y，列Z）。

如何理解呢？

我們可以把多個欄位組合的索引比喻成一個老式的紙質電話簿，三列分別是：

姓 - 名 - 電話號碼

電話簿中的內容先按照姓氏的拼音排序，相同姓氏再按名字的拼音排序，這相當於在（姓，名）上建立了一個複合索引。你可以通過這個索引快速找到所有具有特定姓氏的人的電話號碼，也可以快速找到具有特定 姓-名 組合的人的電話號碼。然而，想像一下，如果你想找到某個特定名字的人，其實這個索引是沒有用的，你只能從頭到尾遍歷整個電話簿。

唯一索引 與 主鍵

唯一索引是在表上一個或者多個欄位組合建立的索引，這個（或這幾個）欄位的值組合起來在表中不可以重複。一張表可以建立任意多個唯一索引，但一般只建立一個。

主鍵是一種特殊的唯一索引，區別在於，唯一索引列允許null值，而主鍵列不允許為null值。一張表最多建立一個主鍵，也可以不建立主鍵。

聚簇索引、非聚簇索引、主鍵

在《資料庫原理》一書中是這麼解釋聚簇索引和非聚簇索引的區別的：

聚簇索引的葉子節點就是數據節點，而非聚簇索引的葉子節點仍然是索引節點，只不過有指向對應數據塊的指針。

怎麼理解呢？

聚簇索引的順序，就是數據在硬碟上的物理順序。一般情況下主鍵就是默認的聚簇索引。

一張表只允許存在一個聚簇索引，因為真實數據的物理順序只能有一種。如果一張表上還沒有聚簇索引，為它新創建聚簇索引時，就需要對已有數據重新進行排序，所以對錶進行修改速度較慢是聚簇索引的缺點，對於經常更新的列不宜建立聚簇索引。

聚簇索引性能最好，因為一旦具有第一個索引值的記錄被找到，具有連續索引值的記錄也一定物理地緊跟其後。一張表只能有一個聚簇索引，所以非常珍貴，必須慎重設置，一般要根據這個表最常用的SQL查詢方式選擇某個（或多個）欄位作為聚簇索引（或複合聚簇索引）。

聚簇索引默認是主鍵，如果表中沒有定義主鍵，InnoDB^[1]會選擇一個唯一的非空索引代替（「唯一的非空索引」是指列不能出現null值的唯一索引，跟主鍵性質一樣）。如果沒有這樣的索引，InnoDB會隱式地定義一個主鍵來作為聚簇索引。

聚簇索引 與 唯一索引

嚴格來說，聚簇索引不一定是唯一索引，聚簇索引的索引值並不要求是唯一的，唯一聚簇索引才是！在一個有聚簇索引的列上是可以插入兩個或多個相同值的，這些相同值在硬碟上的物理排序與聚簇索引的排序相同，僅此而已。

原圖已被建議修改，謝謝大家的支持。我將加強思想道德建設，並致力於寫出更多的乾貨分享給大家。

參考

1. ^MySQL的資料庫引擎之一，為MySQL AB發布binary的標準之一。

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