掌握索引的基础（概念、原理、作用及优缺点等），是精通 MySQL 的前提，基础决定上层高度。
索引（Index）是数据库性能优化的关键。数据量越大，使用索引的效果就越明显。
假设 MySQL 数据库有 1 亿条数据，现在需要查询其中一条数据：
- 使用索引，1 秒不到完成查询；
- 不用索引，100 万秒完成查询。
今天，和宝妹儿一起夯实索引基础：
- 索引的概念
- 为什么要用索引（示例图解原理）
- 索引的作用
- 索引的优点
- 索引的缺点
PS.
大家好，我是爱分享的程序员宝妹儿，分享即成长。
索引基础也是面试考察重点，在回答基础题时，如果你能加入一些自己的理解，也会是加分项。
宝妹儿已将本文更新到《MySQL 大厂高频面试题大全》PDF了，方便系统学习、面试通关。
《MySQL 大厂高频面试题大全》PDF，已收录100+道真题，一共78页，近50000字，文末自取。
吃透它，足以应付MySQL面试。
1. 索引的概念
通过规则的数据结构和实际目标关联，根据特定规则算法，快速实现寻址的功能，我们称为索引。
索引是存储引擎用于快速查询记录的一种数据结构，它能提高数据库的查询效率。
索引就像是书籍的目录，当我们想要查找书籍的某些内容时，首先依据目录找到页码，然后再找到内容。如果书籍没有目录，逐页翻查就耗时费力了。
- 使用索引，通过快速定位数据行，加快查询操作的执行速度，极大提高了数据库的检索效率。
- 不使用索引，只能一行一行地查找数据，没有达到限制查找的行数前，遍历就会持续进行下去，直至全部完成。
2. 为什么要使用索引？
下面通过两个示例，剖析不使用索引、使用索引两种情况下数据库的查询过程：
有一个 user 表，现在，我们需要在表中查询 ID 等于 4 的、赵六的数据。
select*from User where ID=4
示例 1 ：不使用索引
先说结论：
不使用索引，数据库默认是全文搜索查询，采用的是全表扫描。
即：先遍历所有的页面，再遍历页面中的记录，逐条记录比对，最后找到需要查询的记录。
在大数据量中查询数据时，会消耗大量的时间和资源。
先来看看不用索引，数据库是如何查询数据的。
如图，通过顺序查找、进行 5 次寻址，查询到了需要的数据。
假设：
我们要在 1 亿条数据中，查询其中一条数据，不用索引多久能完成？
时间复杂度是 O(N)，其中，N 代表总的记录条数。
MySQL 数据是写在磁盘上的，一次磁盘寻址所需要的时间是 10 ms。
1 亿条数据，执行一次查询耗时 10 亿毫秒，即 100 万秒。
也就是说，在 1 亿条数据中查询某一条数据，不使用索引，耗时约 11.5 天。
这查询效率也太低了。
示例 2 ：使用索引
先说结论：
索引可以提高数据查询效率，提升数据库的性能。
数据量越大，索引的这种优势就越明显。
看看使用索引，数据库是如何查询数据的。
使用平衡二叉树索引，只用 3 次，就完成了数据查询。
假设：有 1 亿条数据。
现在我们需要查询其中一条数据，使用索引，多久能完成？
一个简单的索引实现，我们把所有的数据排序，通过二分查找的方式来查找，查询的时间复杂度是 O(logN)。
1 亿条数据，只需要 20 多次查询，耗时小于 1 秒。
3. 索引的作用
前面我们了解到了，索引的主要作用是提高数据库的查询效率。
除此之外，索引还有其它作用。
索引的作用小结：
- 加速查询：通过快速定位数据行，加快查询操作的执行速度。
- 优化排序：在排序操作中减少数据的扫描和比较次数，提高排序效率。
- 保证数据唯一性：唯一索引可以确保特定列上的数据唯一性，防止重复值的插入。
- 支持连接操作：在连接操作中，索引可以提高连接的效率。
- 提供约束：通过主键和唯一索引，可以对数据的完整性和唯一性进行约束。
4. 索引的优缺点
4.1 索引的优点
- 快速查询：索引只检索所需的数据行，提高了数据检索的效率，降低了数据库的 IO 成本；
- 排序：索引可以帮助数据库在特定列上进行排序，减少排序操作带来的 CPU 开销；
- 唯一性检查：唯一索引可以确保数据在特定列上的唯一性，防止重复数据的插入。
4.2 索引的缺点
索引的主要优点是查询速率很快。
但是，索引在提升查询效率的同时，可能会带来一些性能和存储方面的开销。
- 空间开销：索引需要占用额外的存储空间。
- 维护成本：当数据发生变化时（如插入、更新、删除），索引也需要更新，增加了维护成本。
- 查询性能损耗：索引在插入、更新、删除操作时，可能会降低性能。
在实际应用中，需要综合权衡索引的优缺点、以及查询场景来使用索引。
5. 总结
看完本文，我们了解并掌握了索引的基础知识，包括索引的概念、作用、原理及优缺点等。
通过使用索引、不使用索引情况下的图文示例对比，剖析了索引工作的原理。
为精通 MySQL 之路夯实基础。
建议收藏备用，划走就找不到啦。
我是爱分享的程序员宝妹儿，分享即学习。
谢谢您的关注、点赞、建议。
PS.
本文已归录到宝妹儿精编的2023版《MySQL面试题大全》PDF，方便系统学习、面试通关。
