上周的一天，到公司接了杯水刚刚坐稳，就看到 DBA就在群里@ 某个研发帅哥，说"你的表已经有10个索引了，怎么这次还要再加呢？"
关于索引，是数据库后台用来加快查询速度的强大工具，索引通过提供快速查找所需数据的方法来增强查询能力。
但我们经常听到这样一句话："索引是把双刃剑"。
说明索引并不是越多越好，索引可以提高查询的效率，但会降低写数据的效率，有时不恰当的索引还会降低查询的效率。
那我就在想：一张表到底建多少个索引才是合适呢？
要搞懂这个问题，我们就需要弄清楚以下这几个问题：
1）常见的索引分类有哪些？
2）MySQL 是如何使用索引的？
3）一张表最多可以建多少索引？
4）新建索引的规范原则有哪些？
本文我们就一起来展开聊聊这几个问题~
1、常见的索引分类有哪些？
1.1 应用层分类
从应用层面，常见分类：
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普通索引INDEX：加速查找
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唯一索引：
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主键索引PRIMARY KEY：加速查找+约束（不为空、不能重复）
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唯一索引UNIQUE:加速查找+约束（不能重复）
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联合索引：
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PRIMARY KEY(id,name):联合主键索引
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UNIQUE(id,name):联合唯一索引
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INDEX(id,name):联合普通索引
1.2 数据结构层分类
从数据结构层面，分类如下：
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哈希（hash）索引
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基于哈希函数来实现。哈希函数会将索引键值（如数据库表中的某个字段值）作为输入，通过特定的算法运算，生成一个固定长度的哈希值。
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查询速度快，但不支持范围查找
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B 树（btree）索引
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一种平衡的多叉树数据结构。B 树索引会将表中的索引键值按照一定的顺序（如升序或降序）存储在树的节点中。每个节点可以存储多个键值以及指向其他节点的指针。
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支持范围查询，但占用空间较大
2、新建索引的规范原则有哪些？
关于新建索引，通常需要注意以下规范原则：
2.1 最左前缀匹配原则
MySQL 会一直向右匹配直到遇到范围查询(>、<、between、like)就停止匹配
比如a = 1 and b = 2 and c > 3 and d = 4 如果建立(a,b,c,d)顺序的索引，d是用不到索引的；
如果建立(a,b,d,c)的索引则都可以用到，a,b,d的顺序可以任意调整。
2.2 尽量选择区分度高的列作为索引
区分度的公式是：count(distinct col)/count(*)，表示字段不重复的比例，比例越大我们扫描的记录数越少。
唯一键的区分度是1，而一些 status 状态、性别等 字段可能在大数据面前区分度就是0。
2.3 索引列不能参与计算
保持索引列"干净"，这个原因其实很简单，b+树中存的都是数据表中的字段值。但是在进行检索时，需要把所有元素都应用函数才能比较，显然成本太大。
比如 from_unixtime(create_time) = '2014-05-29' 就不能使用到索引，需要将语句改写成：create_time = unix_timestamp('2014-05-29')。
2.4 尽量的扩展索引，不要新建索引
比如表中已经有a的索引，现在要加(a,b)的索引，那么只需要修改原来的索引即可，而不建议再单独去建一个b索引。
3、MySQL 是如何使用索引的？
索引用于快速查找具有特定列值的行，其目的在于提高查询效率。
与我们查阅图书所用的目录是一个道理：先定位到章，然后定位到该章下的一个小节，然后找到页数。相似的例子还有：查字典，查火车车次，飞机航班等。
本质都是：通过不断地缩小想要获取数据的范围来筛选出最终想要的结果，同时把随机的事件变成顺序的事件。
也就是说，有了这种索引机制，我们可以总是用同一种查找方式来锁定数据。
数据库也是一样，但显然要复杂得多，因为不仅面临着等值查询，还有范围查询(>、<、between、in)、模糊查询(like)、并集查询(or)等等。数据库应该选择怎么样的方式来应对所有的问题呢？
大多数 MySQL 索引（PRIMARY KEY、UNIQUEINDEX 和FULLTEXT）都存储在 B树 中。
另外：
空间数据类型使用 R 树；
MEMORYtable 还支持哈希索引；
InnoDB 对 FULLTEXT 索引使用倒排列表。
在 MySQL 中，使用索引进行以下操作：
3.1 = 和 in 可以乱序
比如a = 1 and b = 2 and c = 3 建立(a,b,c)索引可以任意顺序，MySQL 的查询优化器会帮你优化成索引可以识别的形式。
3.2 and 与 or
联合索引：(d,a,b,c)
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查询条件：
a = 10 and b = 'xxx' and c > 3 and d =4
MySQL 会按照联合索引，从左到右的顺序找一个区分度高的索引字段(这样便可以快速锁定很小的范围)，加速查询，即按照d--->a->b->c的顺序
-
查询条件：
a = 10 or b = 'xxx' or c > 3 or d =4
MySQL 会按照条件的顺序，从左到右依次判断，即a->b->c->d
4、一张表最多可以建多少个索引？
4.1 理论上来说
MySQL 的存储引擎（如 InnoDB、MyISAM 等）本身并没有对一个表能创建的索引数量设置一个固定数值限制，，而是由MySQL数据库引擎内部的数据结构和算法决定的。
从数据库设计和架构的角度，理论上只要满足以下条件，就可以新增创建索引：
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存储空间允许：每个索引都需要占用一定的磁盘空间来存储索引数据结构，所以只要磁盘空间足够容纳新创建的索引结构及其相关数据，在空间层面就不会因空间不足而无法创建索引。
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性能可接受：随着索引数量的增加，虽然查询性能在某些情况下可能会因合适的索引而提升，但过多的索引也会带来一些负面效应，比如数据更新（插入、删除、修改操作）时需要同时更新相关索引，这会导致更新操作变慢。只要系统整体性能（包括查询性能和更新性能等）在可接受的范围内，理论上可以继续创建索引。
4.2 实际应用情况
然而在实际应用场景中，通常不会无限制地创建索引。一方面是因为上述提到的性能问题，过多的索引往往会导致数据更新操作变得极为缓慢，严重影响系统的正常运行。
例如，在一个高并发的电商订单处理系统中，如果对订单表的大量字段都创建了索引，那么每一次订单的插入、修改或删除操作，都要花费大量时间来更新相关索引，导致订单处理效率大幅下降。
另一方面，不同的 MySQL 版本以及不同的存储引擎在实际表现上也会有差异。
例如，对于一个拥有百万条记录的用户信息表，在 MySQL 5.7 中按照用户姓氏进行模糊查询，可能需要遍历相当一部分数据，查询速度相对较慢，假设平均每次查询需要 20 秒。而 MySQL 8.0 引入了新的索引算法和数据结构优化，新的索引算法对这种模糊查询的支持更好，同样的查询可能只需要 5 秒左右，性能提升明显。
总结
索引是应用程序设计和开发的一个重要方面。若索引太多，应用程序的性能可能会受到影响。而索引太少，对查询性能又会产生影响，要找到一个平衡点，这对应用程序的性能至关重要。
MySQL 表能创建的索引数量没有一个确切的、通用的绝对上限，而是要综合考虑多方面因素，在满足性能要求和存储空间允许的条件下合理创建索引。
其实做了这么长时间的语句优化后才发现，任何数据库层面的优化都抵不上应用系统的优化，同样是MySQL，可以用来支撑Google/FaceBook/Taobao应用，但可能连你的个人网站都撑不住。套用最近比较流行的话："查询容易，优化不易，且写且珍惜！"
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希望今天的讲解对大家有所帮助，谢谢！
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作者：张张，十年研发风雨路，大厂架构师，「架构精进之路」专注架构技术沉淀学习及分享，职业与认知升级，坚持分享接地气儿的干货文章，期待与你一起成长。
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