数据库之聚簇索引和非聚簇索引的区别

聚簇索引（密集索引）文件中的每个搜索码值都对应一个索引值（叶子节点不仅保存了键值，还保存了位于同一行记录中的其他列的信息），因为聚簇索引决定了表的物理排列顺序，而一个表只能有一种物理排列顺序，所以一个表只能创建一个聚簇索引。

非聚簇索引（稀疏索引）文件只为索引码的某些值建立索引项（叶子节点仅保存了键值以及该行数据的地址）。

数据库必须要有索引，没有索引则检索过程变成了顺序查找（全表扫描），O(n)的时间复杂度几乎是不能忍受的。我们非常容易想象出一个只有单关键字组成的表如何使用B+树进行索引，只要将这个关键字存储到B+树的节点即可。当数据库一条记录里包含多个字段时，一棵B+树就只能存储主键，如果检索的是非主键字段，则主键索引失去作用，又变成顺序查找（全表扫描）了。这时应该在第二个要检索的列上建立第二套索引（辅助键索引），这个索引由独立的B+树来组织。有两种常见的方法可以解决多个B+树访问同一套表数据的问题，一种叫做聚簇索引（数据和索引存储在一块，索引结构的叶子节点保存了行数据），一种叫做非聚簇索引（数据和索引分开存储，索引结构的叶子节点存储的是指向存放数据的物理块的指针）。

目前，MySQL数据库使用的比较主流的存储引擎有InnoDB和MyISAM，其中InnoDB存储引擎使用的是聚簇索引，而MyISAM存储引擎使用的是非聚簇索引。

InnoDB存储引擎使用聚簇索引并且有且仅有一个聚簇索引（因为聚簇索引决定了表的物理排列顺序，而一个表只能有一种物理排列顺序，因此一个表只能创建一个聚簇索引）。若有一个主键被定义，则该主键作为聚簇索引；若没有主键被定义，则该表的第一个唯一非空索引作为聚簇索引；如果不满足以上条件（没有定义主键，也没有合适的唯一索引），则该表会自动生成一个隐藏主键作为聚簇索引。InnoDB存储引擎必须要有一个主键，且该主键必须作为聚簇索引。

MyISAM存储引擎中的主键索引、唯一索引、普通索引都是非聚簇索引。

如图所示是一张包含2个列的表（以col1作为primary key）：

在InnoDB存储引擎中，主键索引的B+树的叶子节点存储了主键值、事务ID（Transaction ID, TID）、回滚指针（Rollback Pointer, RP,用于支持事务和MVCC）以及该行记录中其他列的值。

在InnoDB存储引擎中，辅助键索引（二级索引）的B+树的叶子节点存储了Key字段和主键值。

在MyISAM存储引擎中，是按照列值和行号来组织索引的，其B+树的叶子节点存储了指向存放数据的物理块的指针。

InnoDB使用的是聚簇索引。将主键组织到一棵B+树（这棵B+树称为主键索引的B+树）中，这棵B+树的非叶子节点只存储了主键值，而行数据（主键的值和其他非主键的列的值）则存储在这棵B+树的叶子节点上，若使用"where id = 14"这样的搜索条件（过滤条件）查找主键（id列），则直接按照主键索引的B+树的检索算法即可查找到对应的叶子节点，之后获得整个行数据。若对Name列（非主键的列）进行条件搜索，则需要两个步骤：第一步在辅助键索引（二级索引）的B+树中检索Name，到达其叶子节点获取对应的主键值（id）。第二步使用找到的主键值（id）在主键索引的B+树中再执行一次B+树的检索操作，最终到达叶子节点即可获取对应的整个行数据。在InnoDB存储引擎中，主键索引的B+树的叶子节点存储了主键值（primary key column）、事务ID（transaction ID，TID）、回滚指针（rollback pointer,RP,用于支持事务和MVCC）和其他非主键的列的值；辅助键索引（二级索引）的B+树的叶子节点存储了Key字段和主键值。

MyISAM使用的是非聚簇索引。非聚簇索引的两棵B+树看上去没有什么不同，节点的结构完全一致，只是存储的内容不同而已。主键索引的B+树的节点存储了主键，辅助键索引（二级索引）的B+树的节点存储了辅助键。表数据存储在独立的地方，这两棵B+树的叶子节点都使用一个指针指向真正的表数据，对于表数据来说，这两个键（主键和辅助键）没有任何差别。由于这两棵索引树是独立的，通过辅助键索引（二级索引）无需访问主键索引的索引树。在MyISAM的存储引擎中，其主键索引和辅助键索引（二级索引）没有任何区别，都是按照列值和行号来组织索引的，在叶子节点处保存的都是指向存放数据的物理块的指针（数据的物理地址），其主键索引仅仅只是一个名为primary的唯一的非空的索引，且MyISAM可以不设置主键。从MyISAM存储的物理文件中我们也能看出，MyISAM存储引擎的索引文件（.MYI）和数据文件(.MYD)是相互独立的。