聚簇索引 & 非聚簇索引

聚簇索引

定义

• 聚簇索引是指数据表中的数据按照索引的顺序排列，索引的叶子节点储存的不仅是索引列的值，还存储整行数据。
• 每张表只能有一个聚簇索引，因为数据物理上只能有一种排列顺序。

特点

• 在 InnoDB 中，主键索引就是聚簇索引，InnoDB 会自动将主键列作为聚簇索引。
• 如果没有定义主键，InnoDB 会尝试使用一个唯一的非空索引作为聚簇索引，如果表中没有主键或者唯一非空索引，InnoDB 会自动隐式生成一个 row_id 作为聚簇索引。

工作原理

• 聚簇索引的叶子节点存储的是完整的数据。因此通过聚簇索引进行查询时，可以直接从索引中找到需要的数据，不需要额外查找步骤。
• 由于数据和索引一起存储，按主键查询非常高效，查询过程就是遍历聚簇索引找到数据的过程。

优点

• 范围查找：由于数据储存在索引的叶子节点中，查询非常快，特别是范围查询效率高，因为数据物理上按顺序存储。
• 查询效率高，避免二次查找：因为聚簇索引中包含完整数据，某些查询只需要使用聚簇索引就能完成，避免二次查找。

缺点

• 插入和更新代价高：由于数据按照索引顺序存储，插入新数据时可能需要调整数据存储位置来维护顺序，因此插入效率比非聚簇索引低。
• 大字段影响性能：如果表中包含大字段，它们存储在叶子节点中会导致索引体积变大、性能下降。

非聚簇索引

定义

• 非聚簇索引是指索引和数据时分开存储的。非聚簇索引的叶子节点存储的是索引列的值和指向实际数据的指针（行号或主键）。
• 一张表可以有多个非聚簇索引，每个索引都有自己的存储顺序。

特点

• 非主键索引在 InnoDB 中就是非聚簇索引，这些索引的叶子节点存储的是索引列的值以及对应的主键值，而不是直接存储数据。

工作原理

• 非聚簇索引的叶子节点存储的时索引列的值和指向数据的指针。在 InnoDB 中，这个指针就是该行对应的主键值。 因此在使用非聚簇索引时，MySQL 需要先通过非聚簇索引找到主键值，在通过主键值回到聚簇索引找到实际数据（回表）。

优点

• 对于特定列的查询查找速度快：非聚簇索引可以加速对索引列的查找，尤其是对经常作为查询条件的列建立非聚簇索引，可以大大提高查询性能。
• 灵活性高：一张表可以有多个非聚簇索引，可以加速不同类型的查询。

缺点

• 查询效率低，需要回表：非聚簇索引查询时需要通过索引找到主键，再去聚簇索引查找实际数据。这个过程比直接使用聚簇索引慢。
• 额外存储：非聚簇索引需要额外创建索引树，占用更多磁盘空间。