聚集索引和非聚集索引，唯一索引和非唯索引的区别

索引类型       
  根据数据库的功能，可在数据库设计器中创建三种类型的索引     

—     唯一索引、主键索引和聚集索引。       
  提示             尽管唯一索引有助于找到信息，但为了获得最佳性能，建议使用主键约束或唯一约束。       
  唯一索引       
  唯一索引不允许两行具有相同的索引值。       
  主键索引       
  数据库表通常有一列或列组合，其值用来唯一标识表中的每一行。该列称为表的主键。       
  在数据库关系图中为表定义一个主键将自动创建主键索引，主键索引是唯一索引的特殊类型。主键索引要求主键中的每个值是唯一的。       
  聚集索引       
  聚集索引中，表中各行的物理顺序与键值的逻辑（索引）顺序相同。表只能包含一个聚集索引。       
  如果不是聚集索引，表中各行的物理顺序与键值的逻辑顺序不匹配。聚集索引比非聚集索引有更快的数据访问速度       
  在 Microsoft SQL Server数据库中可以创建聚集索引。在聚集索引中，表中各行的物理顺序与索引键值的逻辑（索引）顺序相同。表只能包含一个聚集索引。聚集索引通常可加快 UPDATE 和 DELETE 操作的速度，因为这两个操作需要读取大量的数据。创建或修改聚集索引可能要花很长时间，因为执行这两个操作时要在磁盘上对表的行进行重组。       

主键不能为NULL，唯一可以

下面是来自微软官方的解释：

常规索引设计指南

经验丰富的数据库管理员能够设计出好的索引集，但是，即使对于不特别复杂的数据库和工作负荷来说，这项任务也十分复杂、耗时和易于出错。了解数据库、查询和数据列的特征可以帮助您设计出最佳索引。

 数据库注意事项

设计索引时，应考虑以下数据库准则：

• 一个表如果建有大量索引会影响 INSERT、UPDATE、DELETE 和 MERGE 语句的性能，因为当表中的数据更改时，所有索引都须进行适当的调整。
  
  • 避免对经常更新的表进行过多的索引，并且索引应保持较窄，就是说，列要尽可能少。
    
  • 使用多个索引可以提高更新少而数据量大的查询的性能。大量索引可以提高不修改数据的查询（例如 SELECT 语句）的性能，因为查询优化器有更多的索引可供选择，从而可以确定最快的访问方法。
    
• 对小表进行索引可能不会产生优化效果，因为查询优化器在遍历用于搜索数据的索引时，花费的时间可能比执行简单的表扫描还长。因此，小表的索引可能从来不用，但仍必须在表中的数据更改时进行维护。
  
• 视图包含聚合、表联接或聚合和联接的组合时，视图的索引可以显著地提升性能。若要使查询优化器使用视图，并不一定非要在查询中显式引用该视图。有关详细信息，请参阅设计索引视图。
  
• 使用数据库引擎优化顾问来分析数据库并生成索引建议。有关详细信息，请参阅了解数据库引擎优化顾问。
  

 查询注意事项

设计索引时，应考虑以下查询准则：

• 为经常用于查询中的谓词和联接条件的所有列创建非聚集索引。
  

  重要提示：
  避免添加不必要的列。添加太多索引列可能对磁盘空间和索引维护性能产生负面影响。

• 涵盖索引可以提高查询性能，因为符合查询要求的全部数据都存在于索引本身中。也就是说，只需要索引页，而不需要表的数据页或聚集索引来检索所需数据，因此，减少了总体磁盘 I/O。例如，对某一表（其中对列 a、列 b 和列 c 创建了组合索引）的列 a 和列 b 的查询，仅仅从该索引本身就可以检索指定数据。
  
• 将插入或修改尽可能多的行的查询写入单个语句内，而不要使用多个查询更新相同的行。仅使用一个语句，就可以利用优化的索引维护。
  
• 评估查询类型以及如何在查询中使用列。例如，在完全匹配查询类型中使用的列就适合用于非聚集索引或聚集索引。有关详细信息，请参阅查询类型和索引。
  

 列注意事项

设计索引时，应考虑以下列准则：

• 对于聚集索引，请保持较短的索引键长度。另外，对唯一列或非空列创建聚集索引可以使聚集索引获益。有关详细信息，请参阅聚集索引设计指南。
  
• 不能将 ntext、text、image、varchar(max)、nvarchar(max) 和 varbinary(max) 数据类型的列指定为索引键列。不过，varchar(max)、nvarchar(max)、varbinary(max) 和 xml 数据类型的列可以作为非键索引列参与非聚集索引。有关详细信息，请参阅具有包含列的索引。
  
• xml 数据类型的列只能在 XML 索引中用作键列。有关详细信息，请参阅 XML 数据类型列的索引。
  
• 检查列的唯一性。在同一个列组合的唯一索引而不是非唯一索引提供了有关使索引更有用的查询优化器的附加信息。有关详细信息，请参阅唯一索引设计指南。
  
• 在列中检查数据分布。通常情况下，为包含很少唯一值的列创建索引或在这样的列上执行联接将导致长时间运行的查询。这是数据和查询的基本问题，通常不识别这种情况就无法解决这类问题。例如，如果物理电话簿按姓的字母顺序排序，而城市里所有人的姓都是 Smith 或 Jones，则无法快速找到某个人。有关数据分布的详细信息，请参阅索引统计信息。
  
• 考虑对具有定义完善的子集的列（例如，稀疏列、大部分值为 NULL 的列、含各类值的列以及含不同范围的值的列）使用筛选索引。设计良好的筛选索引可以提高查询性能，降低索引维护成本和存储成本。有关详细信息，请参阅筛选索引设计准则。
  
• 如果索引包含多个列，则应考虑列的顺序。用于等于 (=)、大于 (>)、小于 (<) 或 BETWEEN 搜索条件的 WHERE 子句或者参与联接的列应该放在最前面。其他列应该基于其非重复级别进行排序，就是说，从最不重复的列到最重复的列。
  例如，如果将索引定义为 LastName、FirstName，则该索引在搜索条件为 WHERE LastName = 'Smith' 或 WHERE LastName = Smith AND FirstName LIKE 'J%' 时将很有用。不过，查询优化器不会将此索引用于基于 FirstName (WHERE FirstName = 'Jane') 而搜索的查询。
  
• 考虑对计算列进行索引。有关详细信息，请参阅为计算列创建索引。
  

 索引的特征

在确定某一索引适合某一查询之后，可以选择最适合具体情况的索引类型。索引包含以下特性：

• 聚集还是非聚集
  
• 唯一还是非唯一
  
• 单列还是多列
  
• 索引中的列是升序排序还是降序排序
  
• 非聚集索引是全表还是经过筛选

唯一索引设计指南

唯一索引能够保证索引键中不包含重复的值，从而使表中的每一行从某种方式上具有唯一性。只有当唯一性是数据本身的特征时，指定唯一索引才有意义。例如，如果您希望确保 HumanResources.Employee 表的 NationalIDNumber 列中的值唯一，当主键为 EmployeeID 时，可以为 NationalIDNumber 列创建一个 UNIQUE 约束。如果用户尝试在该列中为多个雇员输入相同的值，将显示错误消息并且不能输入重复的值。

使用多列唯一索引，索引能够保证索引键中值的每个组合都是唯一的。例如，如果为 LastName、FirstName 和 MiddleName 列的组合创建了唯一索引，则表中的任意两行都不会有这些列值的相同组合。

聚集索引和非聚集索引都可以是唯一的。只要列中的数据是唯一的，就可以为同一个表创建一个唯一聚集索引和多个唯一非聚集索引。

唯一索引的优点包括下列几点：

• 能够确保定义的列的数据完整性。
  
• 提供了对查询优化器有用的附加信息。
  

创建 PRIMARY KEY 或 UNIQUE 约束会自动为指定的列创建唯一索引。创建 UNIQUE 约束和创建独立于约束的唯一索引没有明显的区别。数据验证的方式是相同的，而且查询优化器不会区分唯一索引是由约束创建的还是手动创建的。但是，如果您的目的是要实现数据完整性，则应为列创建 UNIQUE 或 PRIMARY KEY 约束。这样做才能使索引的目标明确。

 注意事项

• 如果数据中存在重复的键值，则不能创建唯一索引、UNIQUE 约束或 PRIMARY KEY 约束。
  
• 如果数据是唯一的并且您希望强制实现唯一性，则为相同的列组合创建唯一索引而不是非唯一索引可以为查询优化器提供附加信息，从而生成更有效的执行计划。在这种情况下，建议创建唯一索引（最好通过创建 UNIQUE 约束来创建）。
  
• 唯一非聚集索引可以包括包含性非键列。有关详细信息，请参阅具有包含列的索引。
  

 索引选项

创建唯一索引时，可以指定若干索引选项。特别要注意下列选项：

• IGNORE_DUP_KEY
  
• ONLINE

聚集索引设计指南

聚集索引基于数据行的键值在表内排序和存储这些数据行。每个表只能有一个聚集索引，因为数据行本身只能按一个顺序存储。有关聚集索引体系结构的详细信息，请参阅聚集索引结构。

每个表几乎都对列定义聚集索引来实现下列功能：

• 可用于经常使用的查询。
  
• 提供高度唯一性。 
  

  注意：
  创建 PRIMARY KEY 约束时，将在列上自动创建唯一索引。默认情况下，此索引是聚集索引，但是在创建约束时，可以指定创建非聚集索引。

• 可用于范围查询。
  

如果未使用 UNIQUE 属性创建聚集索引，数据库引擎将向表自动添加一个 4 字节的 uniqueifier 列。必要时，数据库引擎将向行自动添加一个 uniqueifier 值以使每个键唯一。此列和列值供内部使用，用户不能查看或访问。

 查询注意事项

在创建聚集索引之前，应先了解数据是如何被访问的。考虑对具有以下特点的查询使用聚集索引：

• 使用运算符（如 BETWEEN、>、>=、< 和 <=）返回一系列值。
  使用聚集索引找到包含第一个值的行后，便可以确保包含后续索引值的行物理相邻。例如，如果某个查询在一系列销售订单号间检索记录，SalesOrderNumber 列的聚集索引可快速定位包含起始销售订单号的行，然后检索表中所有连续的行，直到检索到最后的销售订单号。
  
• 返回大型结果集。 
  
• 使用 JOIN 子句；一般情况下，使用该子句的是外键列。
  
• 使用 ORDER BY 或 GROUP BY 子句。
  在 ORDER BY 或 GROUP BY 子句中指定的列的索引，可以使数据库引擎不必对数据进行排序，因为这些行已经排序。这样可以提高查询性能。
  

 列注意事项

一般情况下，定义聚集索引键时使用的列越少越好。考虑具有下列一个或多个属性的列：

• 唯一或包含许多不重复的值
  例如，雇员 ID 唯一地标识雇员。EmployeeID 列的聚集索引或 PRIMARY KEY 约束将改善基于雇员 ID 号搜索雇员信息的查询的性能。另外，可对LastName、FirstName、MiddleName 列创建聚集索引，因为经常以这种方式分组和查询雇员记录，而且这些列的组合还可提供高区分度。
  
• 按顺序被访问
  例如，产品 ID 唯一地标识 AdventureWorks 数据库的 Production.Product 表中的产品。在其中指定顺序搜索的查询（如 WHERE ProductID BETWEEN 980 and 999）将从 ProductID 的聚集索引受益。这是因为行将按该键列的排序顺序存储。
  
• 由于保证了列在表中是唯一的，所以定义为 IDENTITY。
  
• 经常用于对表中检索到的数据进行排序。
  按该列对表进行聚集（即物理排序）是一个好方法，它可以在每次查询该列时节省排序操作的成本。
  

聚集索引不适用于具有下列属性的列：

• 频繁更改的列
  这将导致整行移动，因为数据库引擎必须按物理顺序保留行中的数据值。这一点要特别注意，因为在大容量事务处理系统中数据通常是可变的。
  
• 宽键
  宽键是若干列或若干大型列的组合。所有非聚集索引将聚集索引中的键值用作查找键。为同一表定义的任何非聚集索引都将增大许多，这是因为非聚集索引项包含聚集键，同时也包含为此非聚集索引定义的键列。
  

 索引选项

创建聚集索引时，可指定若干索引选项。因为聚集索引通常都很大，所以应特别注意下列选项：

• SORT_IN_TEMPDB
  
• DROP_EXISTING
  
• FILLFACTOR
  
• ONLINE