1、引入索引的问题

在图书馆查找一本书的过程，可类比数据库查询场景。在一般软件系统中，对数据库操作以查询为主，数据量较大时，优化查询是关键，索引便是优化查询的重要手段。

2、索引是什么

索引是一种特殊文件，包含对数据表所有记录的引用指针，类似书的目录，能加快查询速度。
其核心特点：

是帮助 MySQL 高效获取数据的数据结构
存储在文件系统中
文件存储形式与存储引擎有关
有特定的文件结构

3、索引为什么选择 B + 树

（1）可选数据结构及特点

可作为索引的数据结构有 hash表、二叉树、b树、b + 树 ，不同结构特点如下：

hash 表缺点

存储需将所有数据文件加载到内存，浪费空间
等值查询快，但实际工作中范围查询更多，hash 不适用

（2）B + 树优势（结合场景选择，文档未详细展开，可理解为综合适配数据库查询需求）

B + 树在范围查询、数据存储效率、树结构高度（影响查询次数）等方面表现更优，适合作为 MySQL 索引结构。

4、测试索引（完整流程）

（1）创建数据库

在 MySQL 中创建 test_indexdb 数据库，操作：

mysql> create database test_indexdb;  
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

（2）创建数据表

在 test_indexdb 中创建 test_index 表，操作：

mysql> use test_indexdb;  
Database changed  
mysql> create table test_index(title varchar(20));  
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

（3）插入测试数据（C 程序实现）

编写 C 程序向表中插入 1 万条字符串数据，代码：

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <unistd.h>  
#include <string.h>  
#include <mysql/mysql.h>  int main()  
{  MYSQL mysql_conn;  MYSQL *mysql = mysql_init(&mysql_conn);  if (mysql == NULL)  {  printf("init err\n");  exit(1);  }  mysql = mysql_real_connect(mysql,"localhost","root","Abc_111111","test_indexdb",3306,NULL,0);  if (mysql == NULL)  {  printf("connect err\n");  exit(1);  }  char sql_buff[128] = {0};  for( int i = 0;i < 10000; i++ )  {  sprintf(sql_buff,"insert into test_index values('test-%d')",i);  if (mysql_query(mysql,sql_buff) != 0 )  {  printf("insert into err\n");  break;  }  }  mysql_close(mysql);  
}

编译与运行：

# 编译（链接 MySQL 客户端库）  
stu@stu-virtual-machine:~/mysql_dir$ gcc -o test_index test_index.c -lmysqlclient  # 运行程序插入数据  
stu@stu-virtual-machine:~/mysql_dir$ ./test_index  
# 执行时大约需要10秒时间

（4）查询验证（对比索引效果）

① 开启运行时间监测

set profiling=1;

② 查找数据（无索引时）

查找 title='test-9999' 的数据，语句：

select * from test_index where title='test-9999';

③ 查看执行时间

show profiles;

④ 创建索引

为 test_index 表的 title 列创建索引，语句：

create index title_index on test_index(title(20));

⑤ 再次查询并查看时间

执行查询语句：

select * from test_index where title='test-9999';

查看执行时间：

show profiles;

⑥ 结果对比（示例，以实际执行为准）

mysql> show profiles;  
+----------+------------+----------------------------------------------------+  
| Query_ID | Duration   | Query                                              |  
+----------+------------+----------------------------------------------------+  
| 1        | 0.00681275 | select * from test_index where title='test-9999'   |  
| 2        | 0.00067400 | show create table test_index                       |  
| 3        | 0.08281450 | create index t_index on test_index(title(20))      |  
| 4        | 0.00071700 | select * from test_index where title='test-9999'   |  
| 5        | 0.00045275 | show create table test_index                       |  
| 6        | 0.00930825 | drop index t_index on test_index                   |  
| 7        | 0.00841750 | select * from test_index where title='test-9999'   |  
| 8        | 0.05149600 | create index t_index on test_index(title(20))      |  
| 9        | 0.00043150 | select * from test_index where title='test-9999'   |  
+----------+------------+----------------------------------------------------+

可观察到，创建索引后查询时长（如 Query_ID=4、9 ）明显缩短。