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深入浅出数据库索引原理
前段时间，公司一个新上线的网站出现页面响应速度缓慢的问题， 一位负责这个项目的但并不是搞技术的妹子找到我，让我想办法提升网站的访问速度 ，因为已经有很多用户来投诉了。我第一反应觉的是数据库上的问题，假装思索了一下，摆着一副深沉炫酷的模样说：“是不是数据库查询上出问题了， 给表加上索引吧”，然后妹子来了一句：“现在我们网站访问量太大，加索引有可能导致写入数据时性能下降，影响用户使用的”。当时我就楞了一下， 有种强行装逼被拆穿的感觉，在自己的专业领域居然被非专业的同学教育， 面子上真有点挂不住。
其实， 我说这个例子并不是为展现我们公司的同事们专业能力的强大、做的产品棒、安全性高、性能牛逼， 连非技术的同事也懂得技术上的细节。事实上我只是想说明，「数据库」和「数据库索引」这两个东西是在服务器端开发领域应用最为广泛的两个概念，熟练使用数据库和数据库索引是开发人员在行业内生存的必备技能，而整天和技术人员打交道的非技术人员们，由于耳濡目染久了，自然也就能讲个头头是道了。
使用索引很简单，只要能写创建表的语句，就肯定能写创建索引的语句，要知道这个世界上是不存在不会创建表的服务器端程序员的。然而， 会使用索引是一回事， 而深入理解索引原理又能恰到好处使用索引又是另一回事，这完全是两个天差地别的境界（我自己也还没有达到这层境界）。很大一部份程序员对索引的了解仅限于到“加索引能使查询变快”这个概念为止。
为什么要给表加上主键？
为什么加索引后会使查询变快？
为什么加索引后会使写入、修改、删除变慢？
什么情况下要同时在两个字段上建索引？
这些问题他们可能不一定能说出答案。知道这些问题的答案有什么好处呢？如果开发的应用使用的数据库表中只有1万条数据，那么了解与不了解真的没有差别， 然而， 如果开发的应用有几百上千万甚至亿级别的数据，那么不深入了解索引的原理， 写出来程序就根本跑不动，就好比如果给货车装个轿车的引擎，这货车还能拉的动货吗？
接下来就讲解一下上面提出的几个问题，希望对阅读者有帮助。
网上很多讲解索引的文章对索引的描述是这样的「索引就像书的目录， 通过书的目录就准确的定位到了书籍具体的内容」，这句话描述的非常正确， 但就像脱了裤子放屁，说了跟没说一样，通过目录查找书的内容自然是要比一页一页的翻书找来的快，同样使用的索引的人难到会不知道，通过索引定位到数据比直接一条一条的查询来的快，不然他们为什么要建索引。
想要理解索引原理必须清楚一种数据结构「平衡树」(非二叉)，也就是b tree或者 b+ tree，重要的事情说三遍：“平衡树，平衡树，平衡树”。当然， 有的数据库也使用哈希桶作用索引的数据结构 ， 然而， 主流的RDBMS都是把平衡树当做数据表默认的索引数据结构的。
我们平时建表的时候都会为表加上主键， 在某些关系数据库中， 如果建表时不指定主键，数据库会拒绝建表的语句执行。 事实上， 一个加了主键的表，并不能被称之为「表」。一个没加主键的表，它的数据无序的放置在磁盘存储器上，一行一行的排列的很整齐， 跟我认知中的「表」很接近。如果给表上了主键，那么表在磁盘上的存储结构就由整齐排列的结构转变成了树状结构，也就是上面说的「平衡树」结构，换句话说，就是整个表就变成了一个索引。没错， 再说一遍， 整个表变成了一个索引，也就是所谓的「聚集索引」。 这就是为什么一个表只能有一个主键， 一个表只能有一个「聚集索引」，因为主键的作用就是把「表」的数据格式转换成「索引（平衡树）」的格式放置。
