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1 介绍
在MySQL中，索引属于存储引擎级别的概念，不同存储引擎对索引的实现方式是不同的，本文主要讨论MyISAM和InnoDB两个存储引擎的索引实现差距和特性对比。
2 MySQL索引实现
MySQL内部索引是由不同的引擎实现的，主要包含InnoDB和MyISAM这两种，并且这两种引擎中的索引都是使用B+树的结构来存储的。
2.1 InnoDB引擎中的索引
Innodb中有2种索引：主键索引（也叫聚集索引 Clustered Index）、辅助索引（也叫非聚集索引 UnClustered Index）。
1. 主键索引： 每个表只有一个主键索引，B+树结构，叶子节点存储主键的值以及对应整条记录的数据，非叶子节点不存储记录的数据，只存储主键的值。
当表中未指定主键时，则第一个非空unique列是聚集索引，如果一个非空unique列都没有，MySQL内部会自动给每条记录添加一个隐藏的rowid字段（默认4个字节）作为主键，用rowid构建聚集索引。聚集索引在MySQL中即主键索引。
2. 辅助索引： 每个表可以有多个辅助索引，b+树结构，非聚集索引叶子节点存储字段（索引字段）的值以及对应记录主键的值，其他节点只存储字段的值（索引字段），这就是与聚集索引不同的地方。每个表可以有多个非聚集索引。
MySQL中非聚集索引进一步区分：
| 非聚集索引类型 | 说明 |
|---|---|
| 单列索引 | 一个索引只包含一个列 |
| 多列索引（复合索引） | 一个索引包含多个列 |
| 唯一索引 | 索引列的值必须唯一，允许有一个空值 |
3. 索引设计建议
- 不宜使用较长的字段上做主键，因为所有的辅助索引都会存储主键（参考上面红体字），这样会导致的体积庞大
- 建议使用有序递增（IDENTITY）的key做主键，避免索引分裂，行记录频繁移动
2.2 MyISAM引擎中的索引
也是B+树结构，MyISM使用的是非聚簇索引（UnClustered Index），也就是说索引跟数据分开存储，如下图，非聚簇索引的两棵B+树看上去没什么不同，节点的结构完全一致只是存储的内容不同而已，主键索引B+树的节点存储了主键，辅助键索引B+树存储了辅助键。表数据存储在独立的地方，这两颗B+树的叶子节点都使用一个地址指向真正的表数据，对于表数据来说，这两个键没有任何差别。
由于索引树是独立的，通过辅助键检索无需访问主键的索引树。
3 图解数据检索过程
下图更形象说明这两种索引的区别，这边假设了一个存储4行数据的表。Id为主键索引，name作为辅助索引，图中清晰的体现了聚簇索引和非聚簇索引的差异。
3.1 InnoDB数据检索过程
上面的表中有2个索引：id作为主键索引，name作为辅助索引。
如果需要查询id=9的数据，只需要在左边的主键索引中检索就可以了。
如果需要搜索name='Brand'的数据，需要2步：
1、先在辅助索引中检索到name='Brand'的数据，获取id为16
2、再到主键索引中检索id为16的记录
辅助索引这个查询过程在MySQL中叫做回表，相对于主键索引多了第二步操作。
3.2 MyISAM数据检索过程
1、在索引中找到对应的关键字，获取关键字对应的记录的地址
2、通过记录的地址查找到对应的数据记录
对比发现：innodb中最好是采用主键查询，这样只需要一次索引，如果使用辅助索引检索，涉及多一步的回表操作，比主键查询要耗时一些。
而innodb中辅助索引区别于myisam的是：
表中的数据发生变更的时候，会影响其他记录地址的变化，如果辅助索引中记录数据的地址，此时会受影响，而主键的值一般是很少更新的，当页中的记录发生地址变更的时候，对辅助索引是没有影响的。
4 InnoDB与MyISAM的其它不同
1. 事务支持： MyISAM不支持事务，而InnoDB则支持。事务的支持使得InnoDB在数据一致性、完整性和可靠性方面表现更好。
2. 缓存机制： MyISAM只会缓存索引，不会缓存数据。它可以通过key_buffer_size缓存索引，以减少磁盘I/O，提升访问性能。而InnoDB的缓存机制则更为复杂，它支持提交(commit)和回滚(rollback)事务，并提供了可靠的数据一致性和完整性。
3. 外键： InnoDB支持外键，而MyISAM不支持。外键用于关联两个表的数据，使得两个表之间的关系更加清晰，同时也提高了数据的完整性。
但是在数据量大并发量大的情况下，使用外键可能会导致性能瓶颈和死锁问题。
4. 行锁与表锁： MyISAM只支持表级锁，而InnoDB支持行级锁（记录锁）。表级锁是加锁时对整张表进行加锁，行级锁是对表中的某一行进行加锁。因此，在执行大量SELECT查询时，MyISAM具有更好的性能，因为它支持不加锁读取。不过InnoDB也可以使用快照（snapshoot）的模式进行高效检索。
详细可以扩展阅读作者的这篇文章：MySQL引擎MyISAM和InnoDB的比较
5 总结
总的来说，选择哪种存储引擎需要根据具体的应用场景来决定。如果需要执行大量的SELECT查询，且不需要事务支持，那么MyISAM可能一个选择。如果需要执行大量的INSERT或UPDATE操作，且需要事务支持、行级锁和外键支持，那么InnoDB可能是一个更好的选择。
在现有的互联网场景下，对大数据的处理要求很频繁，对高并发性能要求也很高，所以InnoDB是更优的选择。
其他方面的决策可以参考以下表格综合衡量：
| InnoDB | MyISAM | |
|---|---|---|
| 事务 | 支持 | 不支持，回滚将造成不完全回滚，不具有原子性 |
| mvcc | 支持，辅助事务，可用于全库备份 | 不支持，全库备份需要使用全局锁 |
| 锁 | 默认行锁，也支持表锁 | 仅支持表锁 |
| 外键 | 支持 | 不支持外键 |
| 文件系统 | 把数据和索引存放在表空间里面 | frm 文件存放表格定义。 数据文件是MYD (MYData) 。 索引文件是MYI (MYIndex)引伸 |
| 主键索引 | 使用聚集索引，主键和列值数据直接在一起，所以建议使用自增bigint 类型 主键 | 索引数据中存储数据所在地址，主键也不是聚集索引 |
| 非主键索引 | 辅助索引data域存储相应记录主键的值而不是地址 | data域保存数据记录的地址 |
| 数据恢复 | 由于其事务日志的使用，更容易从崩溃中恢复 | 难从崩溃中恢复，可能会丢失数据。 |
| 全表count(*) | 需要全表扫描计算总行数 | 每个表维护了一个行数计数器，可以直接返回 |
