一、什么是索引？

在MYSQL官方定义中：索引（Index）是帮助MySQL高效获取数据的数据结构。提取句子主干，就可以得到索引的本质：索引是一种数据结构。
数据库查询是数据库的主要功能之一，最基本的查询算法是顺序查找（linear search）时间复杂度为O(n)，显然在数据量很大时效率很低。优化的查找算法如二分查找（binary search）、二叉树查找（binary tree search）等，虽然查找效率提高了。但是各自对检索的数据都有要求：二分查找要求被检索数据有序，而二叉树查找只能应用于二叉查找树上，但是数据本身的组织结构不可能完全满足各种数据结构（例如，理论上不可能同时将两列都按顺序进行组织）。所以，在数据之外，数据库还维护着满足特定查找算法的数据结构。这些数据结构以某种方式引用（指向）数据，这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法。这种数据结构就是索引。

二、为什么要建立索引？

一个没有索引的数据库表就相当于一本没有索引的新华字典，当你想找出其中一个汉字的时候，无异于寻找MH370碎片啊。我们为指定的字段创建索引之后，当我们根据条件查找数据的时候，数据库引擎就可以利用查找算法（二分查找法）很高效的查出来。
索引主要分为四种：普通索引、主键、唯一索引、复合索引
1.建立索引的优点：

• 索引能够提高数据检索的效率，降低数据库的IO成本。
• 通过创建唯一性索引，可以保证数据库表中每一行数据的唯一性，创建唯一索引
• 在使用分组和排序子句进行数据检索时，同样可以显著减少查询中分组和排序的时间
• 加速两个表之间的连接，一般是在外键上创建索引

2.建立索引的缺点：

• 需要占用物理空间,建立的索引越多需要的空间越大
• 创建索引和维护索引要耗费时间，这种时间随着数据量的增加而增加

3.一般需要建立索引的字段

• 经常用在where语句之后的字段
• 主键或者外键
• 字段具有唯一性的时候建立唯一性索引
• 在经常需要根据范围进行搜索的列上创建索引，因为索引已经排序，其指定的范围是连续的

三、索引的数据结构

在Mysql中主要有两种索引结构：B+Tree索引和Hash索引

• Hash索引
  mysql中，只有Memory(Memory表只存在内存中，断电会消失，适用于临时表)存储引擎显示支持Hash索引，是Memory表的默认索引类型，尽管Memory表也可以使用B+Tree索引。Hash索引把数据以hash形式组织起来，因此当查找某一条记录的时候，速度非常快。但是因为hash结构，每个键只对应一个值，而且是散列的方式分布。所以它并不支持范围查找和排序等功能。
• B+Tree索引
  B+Tree是mysql使用最频繁的一个索引数据结构，是Inodb和Myisam存储引擎模式的索引类型。相对Hash索引，B+Tree在查找单条记录的速度比不上Hash索引，但是因为更适合排序等操作，所以它更受欢迎。毕竟不可能只对数据库进行单条记录的操作。
  B+Tree所有索引数据都在叶子节点上，并且增加了顺序访问指针，每个叶子节点都有指向相邻叶子节点的指针。
  这样做是为了提高区间效率，例如查询key为从18到49的所有数据记录，当找到18后，只要顺着节点和指针顺序遍历就可以以此向访问到所有数据节点，极大提高了区间查询效率，大大减少磁盘I/O读取。
  数据库系统的设计者巧妙利用了磁盘预读原理，将一个节点的大小设为等于一个页，这样每个节点需要一次I/O就可以完全载入。

四、选择索引的数据类型

Mysql支持很多数据类型，选择合适的数据类型存储数据对性能有很大的影响。

• 越小的数据类型通常更好：越小的数据类型通常在磁盘、内存和cpu缓存中都需要更少的空间，处理起来更快。
• 简单的数据类型更好：整形数据比起字符，处理开销更小，因为字符串的比较更复杂。在MySQL中，应用内置的日期和时间数据类型，而不是字符串来存储时间；以及用整形数据存储IP地址。
• 尽量避免NULL：应该制定列为NOT NULL，除非你想存储NULL。在MySQL中，含有空值的列很难进行查询优化，因为他们使得索引、索引的统计信息以及比较运算更加复杂。