一.概述
說到B-tree組織，就是指索引，它可以提供了對數據的快速訪問。索引使數據以一種特定的方式組織起來，使查詢操作具有最佳性能。當數據表量變得越來越大，索引就變得十分明顯，可以利用索引查找快速滿足條件的數據行。某些情況還可以利用索引幫助對數據進行排序，組合，分組，篩選。
一個B-tree，根是唯一的遍歷的起點。中間頁 層次數是根據表的行數以及索引行的大小而變化。索引中的底層節點稱為葉節點。葉節點它容納了一行或多行具有指定鍵值的記錄，對於聚集或非聚集，葉節點都是按照鍵值的順序組成，對於復合索引就是若干鍵值的組合。
1.聚集索引
在聚集索引的葉節點里不僅包含了索引鍵，還包含了數據頁。也就是說數據本身也是聚集索引的一部分。聚集索引基於鍵值聯系使表中的數據有序。決定哪個鍵值作為聚集鍵是重要因素，當遍歷到葉級別時，可以獲取數據本身，而不是簡單地得到一個指向數據的指針（非聚集索引數據未覆蓋）。聚集索引在 sys.partitions區中有一行，其中，索引使用每個分區的 index_id = 1，默認情況下，聚集索引是單個分區。如果聚集索引有四個分區，就有四個 B-tree 結構，每個分區中有一個 B-tree結構，關於分區在sql server 分區(上)中有講到。由於數據頁鏈只能按一種方式排序，因此表只有一個聚集索引，一般情況查詢優化器非常傾向於采用聚集索引，因為可以直接在葉級別找到數據。 查詢優化器也只需要在某一段范圍的數據頁，進行掃描。聚集索引結構按物理順序存儲不是磁盤上的順序，聚集索引的排序順序僅是表數據鏈在邏輯上有序的。
2.非聚集索引
非聚集索引與聚集索引有一個相似的 B -tree索引結構。不同的是，非聚集索引不影響數據行的順序。什么意思呢，就是說非聚集索引，葉級別不包含全部的數據，只包含了鍵值以及，在每個葉節點中的索引行包含了一個書簽(bookmark)，書簽在聚集索引里就是相應的數據行的聚集索引鍵，在堆里就是行標識符RID，該書簽告訴sql server可以在哪里找到與索引鍵相應的數據行。
理解了非聚集索引葉節點不包含全部數據時，就知道非聚集索引的存在並不影響數據分頁的組織，因此每張表上最多249個非聚集索引。
非聚集索引在 sys.partitions 區中有一行, 非聚集索引標識 index_id >1。默認情況下，一個非聚集索引一個分區。
二. 缺少索引與索引查找的區別
在簡單介紹了索引原理后，我們來直觀感覺下索引在查詢時的重要性。下面演示一個product表，表中的數據有12236142條，如果用戶根據表中的型號(model)來搜索。下面來看看缺少索引（沒有使用到索引），以及索引查找（就是應用到了索引功能）。二者的區別
2.1 缺少索引的演示
--查詢型號model 值STI5203 在全表中有三條 SELECT Model FROM dbo.Product WHERE Model='STI5203'
圖下告訴我們缺少索引，如果加了索引將提高性能99.94%， 該查詢掃描計數5 (掃描了5個區)，邏輯讀取次數為69951次(一次一頁)，耗時954毫秒。
執行計划告訴我們是索引掃描也叫缺少索引，索引名是ixUpByMemberID，注意索引掃描不是索引查找，索引掃描是說把索引組織上的頁全部掃描了一遍。
再通過下圖我們清楚知道，ixUpByMemberID有5個區。5個區加起來的data_pages總頁數是69730。上圖邏輯讀取是69951。相當於把索引中的頁全部掃描了一遍。也可說是把12236142條數據全掃描了一次。
在鎖的介紹中我們知道，鎖越多，發生阻塞和死鎖的幾率就越大。
通過下圖，對於page資源來說，就有IS鎖(意向共享鎖)上1000個。IS鎖與X排它鎖又不兼容，此時多用戶在修改，刪除表中數據時，將會發生阻塞或死鎖的影響。
總結：如果在生產環境，面對大數據表，條件查詢很頻繁，又缺失索引，系統整體性能將會被拖垮。
2.2 查詢索引查找的演示
用戶根據model查詢，缺少了一個索引，在給model建立索引后，再來看
--查詢型號model 值STI5203 在全表中有三條 SELECT Model FROM dbo.Product WHERE Model='STI5203'
下圖的執行計划告訴我們是索引查找，也就是索引使用上了，該索引名叫ix_mdoel. 掃描計數1 個區，邏輯讀取次數為4次，耗時0毫秒.
再來看下索引查找的鎖狀態，下圖告訴我們，只有鎖往了一個page資源。
總結：在大表上，合理使用了索引查找后，不但查詢響應時間變快了，而且沒有了大量的鎖，相應的在其它page頁上的修改，刪除應不會受到影響。
三. B-tree組織存儲空間的影響
我們知道了對於聚集索引，它的葉子層就是數據本身，但當一個表有多個非聚集索引時，就需要對數據庫存儲空間加倍來支持這些索引的存儲，所以從占用存儲空間來說，在建非聚集索引時需要好好規划。下面是來自生產環境的一個表，有聚集索引和四個非聚集索引，來看看索引存儲空間
在index_id=1的聚集索引中占用的空間total_pages是1448806頁，也就是表的數據本身。 而非聚集索引占用空間total_pages是2180034頁， 非聚集索引占用空間比表數據本身大了1.5倍。
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