“是不是數據庫查詢上出問題了， 給表加上索引吧”，然后妹子來了一句：“現在我們網站訪問量太大，加索引有可能導致寫入數據時性能下降，影響用戶使用的”。
----索引能提高查詢速度，但是插入（增刪改）時需要維護索引，消耗資源。
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為什么要給表加上主鍵？
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為什么加索引后會使查詢變快？
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為什么加索引后會使寫入、修改、刪除變慢？
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什么情況下要同時在兩個字段上建索引？
主流 RDBMS 索引數據結構：平衡樹 （btree 多路平衡樹）
解答：
1.為什么要給表加上主鍵？
①一個加了主鍵的表，並不能被稱之為「表」。一個沒加主鍵的表，它的數據無序的放置在磁盤存儲器上，一行一行的排列的很整齊， 跟我認知中的「表」很接近。如果給表上了主鍵，那么表在磁盤上的存儲結構就由整齊排列的結構轉變成了樹狀結構，也就是上面說的「平衡樹」結構，換句話說，就是整個表就變成了一個索引。沒錯， 再說一遍， 整個表變成了一個索引，也就是所謂的「聚集索引」。 這就是為什么一個表只能有一個主鍵， 一個表只能有一個「聚集索引」，因為主鍵的作用就是把「表」的數據格式轉換成「索引（平衡樹）」的格式放置。
select * from table where id = 1256;
首先根據索引定位到1256這個值所在的葉結點，然后再通過葉結點取到id等於1256的數據行
假如一張表有一億條數據 ，需要查找其中某一條數據，按照常規邏輯， 一條一條的去匹配的話， 最壞的情況下需要匹配一億次才能得到結果，用大O標記法就是O(n)最壞時間復雜度。如果把這張表轉換成平衡樹結構（一棵非常茂盛和節點非常多的樹），假設這棵樹有10層，那么只需要10次IO開銷就能查找到所需要的數據， 速度以指數級別提升，用大O標記法就是O(log n)，n是記錄總樹，底數是樹的分叉數，結果就是樹的層次數
。
用程序來表示就是Math.Log(100000000,10)=8，100000000是記錄數，10是樹的分叉數（真實環境下分叉數遠不止10）， 結果就是查找次數，這里的結果從億降到了個位數。因此，利用索引會使數據庫查詢有驚人的性能提升。
②講完聚集索引 ， 接下來聊一下非聚集索引， 也就是我們平時經常提起和使用的常規索引。
非聚集索引和聚集索引一樣， 同樣是采用平衡樹作為索引的數據結構。索引樹結構中各節點的值來自於表中的索引字段， 假如給user表的name字段加上索引 ， 那么索引就是由name字段中的值構成，在數據改變時， DBMS需要一直維護索引結構的正確性。如果給表中多個字段加上索引 ， 那么就會出現多個獨立的索引結構，每個索引（非聚集索引）互相之間不存在關聯。 如下圖
每次給字段建一個新索引， 字段中的數據就會被復制一份出來， 用於生成索引。 因此， 給表添加索引，會增加表的體積， 占用磁盤存儲空間。
非聚集索引和聚集索引的區別在於， 通過聚集索引可以查到需要查找的數據， 而通過非聚集索引可以查到記錄對應的主鍵值 ， 再使用主鍵的值通過聚集索引查找到需要的數據，如下圖
不管以任何方式查詢表， 最終都會利用主鍵通過聚集索引來定位到數據， 聚集索引（主鍵）是通往真實數據所在的唯一路徑。
然而， 有一種例外可以不使用聚集索引就能查詢出所需要的數據， 這種非主流的方法 稱之為「覆蓋索引」查詢， 也就是平時所說的復合索引或者多字段索引查詢。 文章上面的內容已經指出， 當為字段建立索引以后， 字段中的內容會被同步到索引之中， 如果為一個索引指定兩個字段， 那么這個兩個字段的內容都會被同步至索引之中。
先看下面這個SQL語句
//建立索引
create index index_birthday on user_info(birthday);
//查詢生日在1991年11月1日出生用戶的用戶名
select user_name from user_info where birthday = '1991-11-1'
這句SQL語句的執行過程如下
首先，通過非聚集索引index_birthday查找birthday等於1991-11-1的所有記錄的主鍵ID值
然后，通過得到的主鍵ID值執行聚集索引查找，找到主鍵ID值對就的真實數據（數據行）存儲的位置
最后， 從得到的真實數據中取得user_name字段的值返回， 也就是取得最終的結果
我們把birthday字段上的索引改成雙字段的覆蓋索引
create index index_birthday_and_user_name on user_info(birthday, user_name);
這句SQL語句的執行過程就會變為
通過非聚集索引index_birthday_and_user_name查找birthday等於1991-11-1的葉節點的內容，然而， 葉節點中除了有user_name表主鍵ID的值以外， user_name字段的值也在里面， 因此不需要通過主鍵ID值的查找數據行的真實所在， 直接取得葉節點中user_name的值返回即可。 通過這種覆蓋索引直接查找的方式， 可以省略不使用覆蓋索引查找的后面兩個步驟， 大大的提高了查詢性能，如下圖
數據庫索引的大致工作原理就是像文中所述， 然而細節方面可能會略有偏差，這但並不會對概念闡述的結果產生影響 。