在 MySQL 中，聚簇索引和非聚簇索引，如何區(qū)分？
在 MySQL 的 InnoDB存儲引擎中，聚簇索引和非聚簇索引是兩種主要的索引類型。它們之間有什么相同點(diǎn)和區(qū)別？我們該如何理解他們呢？這篇文章我們一起來聊一聊。
1. 聚簇索引
聚簇索引（Clustered Index）是指表中的主鍵，它決定了表中數(shù)據(jù)的物理存儲順序。在 InnoDB 中，表的主鍵默認(rèn)就是聚簇索引。如果沒有顯式定義主鍵，InnoDB 會選擇一個(gè)唯一的非空索引作為聚簇索引；如果沒有任何合適的索引，InnoDB 會隱式創(chuàng)建一個(gè)行ID作為聚簇索引。
聚簇索引使用 B+ 樹結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù)。樹的葉子節(jié)點(diǎn)直接存儲完整的行數(shù)據(jù)。因此，聚簇索引既是索引又是數(shù)據(jù)存儲的一部分。
聚簇索引的特點(diǎn)：
- 唯一性：每個(gè)表只能有一個(gè)聚簇索引，因?yàn)閿?shù)據(jù)行只能按照一種順序存儲。
- 訪問效率：對于基于聚簇索引的范圍查詢，性能較高，因?yàn)橄嚓P(guān)數(shù)據(jù)物理上是連續(xù)存儲的。
- 維護(hù)成本：插入、更新或刪除操作可能需要重新組織數(shù)據(jù)頁，成本較高，尤其是當(dāng)插入位置不在表尾時(shí)。
2. 非聚簇索引
非聚簇索引（Non-Clustered Index）是指除聚簇索引之外的所有索引。在 InnoDB 中，非聚簇索引的葉子節(jié)點(diǎn)不存儲完整的行數(shù)據(jù)，而是存儲聚簇索引的主鍵值作為指向?qū)嶋H數(shù)據(jù)的引用。
非聚簇索引同樣使用 B+ 樹結(jié)構(gòu)，但葉子節(jié)點(diǎn)只包含索引字段和對應(yīng)的主鍵值。通過主鍵值，進(jìn)一步查找聚簇索引以獲取完整行數(shù)據(jù)。
非聚簇索引的特點(diǎn)：
- 多索引支持：一個(gè)表可以有多個(gè)非聚簇索引，以支持多種查詢條件。
- 訪問路徑：首先通過非聚簇索引定位到主鍵，然后通過主鍵查詢聚簇索引獲取完整數(shù)據(jù)。這可能涉及兩次查找（索引查找 + 聚簇查找）。
- 維護(hù)成本：非聚簇索引需要維護(hù)額外的索引結(jié)構(gòu)，插入、更新或刪除操作時(shí)需要同時(shí)更新這些索引，增加了維護(hù)成本。
3. 兩者區(qū)別
聚簇索引和非聚簇索引的區(qū)別，可以歸納為下表：
方面 | 聚簇索引（Clustered Index） | 非聚簇索引（Non-Clustered Index） |
數(shù)據(jù)存儲 | 數(shù)據(jù)按索引順序物理存儲在表中，葉子節(jié)點(diǎn)存儲完整行數(shù)據(jù) | 僅存儲索引字段和對應(yīng)的主鍵值，葉子節(jié)點(diǎn)不存儲完整行數(shù)據(jù) |
數(shù)量限制 | 每個(gè)表只能有一個(gè)聚簇索引 | 每個(gè)表可以有多個(gè)非聚簇索引 |
訪問效率 | 對聚簇索引字段的查詢效率高，范圍查詢性能優(yōu)越 | 需要通過主鍵值回表查詢數(shù)據(jù)，訪問效率相對較低 |
維護(hù)成本 | 數(shù)據(jù)的插入、更新、刪除可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)頁的重組，維護(hù)成本較高 | 需要維護(hù)額外的索引結(jié)構(gòu)，插入、更新、刪除操作時(shí)需要同時(shí)更新索引，成本較高 |
適用場景 | 適用于經(jīng)常按主鍵或索引字段范圍進(jìn)行查詢的場景 | 適用于需要多樣化查詢條件且非頻繁范圍查詢的場景 |
4. 注意事項(xiàng)
在實(shí)際工作中，對于聚簇索引和非聚簇索引的使用，需要注意以下幾點(diǎn)：
- 選擇合適的主鍵：由于聚簇索引決定了數(shù)據(jù)的物理存儲順序，選擇一個(gè)唯一且不頻繁變動的主鍵非常重要。例如，自增主鍵（如 AUTO_INCREMENT）通常是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，因?yàn)樗軌虮苊忸l繁的頁分裂和數(shù)據(jù)重新排列。
- 優(yōu)化二級索引：由于非聚簇索引依賴于聚簇索引（主鍵）來定位數(shù)據(jù)，選擇合適的主鍵有助于提高非聚簇索引的查詢性能。此外，盡量減少非聚簇索引的數(shù)量，以降低維護(hù)成本。
- 考慮數(shù)據(jù)插入模式：如果數(shù)據(jù)主要是按主鍵的順序插入（如自增主鍵），可以減少數(shù)據(jù)頁的分裂和碎片，提高插入性能。
- 復(fù)合索引的使用：對于需要根據(jù)多個(gè)列進(jìn)行查詢的場景，可以創(chuàng)建復(fù)合非聚簇索引（如 (col1, col2)），以覆蓋更多的查詢需求，提高查詢效率。
5. 總結(jié)
本文，我們詳細(xì)地分析了 MySQL InnoDB 表中的聚簇索引和非聚簇索引，了解了它們的特點(diǎn)和適用場景。
聚簇索引在 InnoDB 中是數(shù)據(jù)的物理存儲順序，默認(rèn)情況下表的主鍵就是聚簇索引。它適合于需要按主鍵或范圍查詢的高效訪問，但只能有一個(gè)，且維護(hù)成本較高。
非聚簇索引是輔助索引，存儲索引字段和主鍵值，可以有多個(gè)，適合多樣化的查詢需求，但查詢時(shí)需要額外的查找步驟，訪問效率相對較低。
在日常工作中，理解和合理使用聚簇索引與非聚簇索引，可以顯著提升 MySQL InnoDB 表的查詢性能和整體數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行效率。
