1、索引是什么？如何分类？
索引是一种快速查找数据的数据结构，在innodb中以.index文件的方式存储在磁盘上；MySQL先在索引上按值进行查找，然后返回所有包含该值的数据行。
常见的几种索引是：B树索引、全文索引和hash索引；
1）B树索引是最常用的索引，索引列是顺序组织存储的，所以很适合查找范围数据。例如，在一个基于文本域的索引树上，按字母顺序传递连续的值进行查找是非常合适的；
2）Hash索引基于哈希表实现，只要精准匹配索引所有列时生效；对于每一行数据，存储引擎都会对所有的索引列计算一个哈希码（hash code），适用于精准匹配单向查询；
3）全文索引是一种特殊类型的索引，它查找的是文本中的关键词，而不是直接比较索引中的值。适用于搜索引擎进行一个全文查找；
innodb引擎支持B+树索引，这也是主流索引设计，此外它还有自适应的hash索引设计；
如果按照MySQL使用分类，也可以分为 主键索引、唯一索引、普通索引和联合索引；
2、索引的设计原则？
1、对于数据量比较大的数据表建立索引；
2、索引列的要求，区分度高、不经常更改、最好还应该是非空字段；
3、索引列如果数据量较大采用前缀索引，即只采用部分值；
4、避免过度使用索引。索引需要额外的磁盘空间，并降低写操作的性能。在修改表内容的时候，索引会进行更新甚至重构，索引列越多，这个时间就会越长
3、B+树；
B+树是一种特殊的多路平衡查找树；一个B+树的结构一般来说如下图所示，非叶子节点主要存储每一个页面的地址，每个索引所在叶子上；叶子节点按顺序存储数据，比如下图的5，10，12，15…，而且这些叶子之间有一个类似于双向链表的结构；
B+树的查找过程：通过上面的非叶子节点二分查找思想查到叶子节点位置，再做一个叶子上的顺序查询即可查到数据所在位置；
B+树如何插入数据：比较值后进行直接叶子节点的直接追加或者分裂和旋转后在添加；
插入数据必保证整个数据有序，所以需要有一个思想中间值拆分思想和页面容量的概念，如同b树的插入，在b+树的叶子里插入新数据，会先考虑当前数据页是否已满，比如上述的结构中，我想插入一个13，会先查找到12，然后尝试插入12这一页，如果这一页容量可以容下它，就直接插入，如果容量不够，则会尝试旋转或者拆分两种情况。
二叉平衡查找树，左子树的键值总是小于根的键值，右子树的键值总是大于根的键值的平衡二叉树；在这中结构中查找比顺序查找来的快；但是插入新的值需要左右旋保持平衡；且数据量存储越大劣势越大；显然不太适合索引。而B+树相对于B树空间利用率更高，可减少I/O次数，磁盘读写代价更低，B+树的叶子节点使用指针顺序连接在一起，只要遍历叶子节点就可以实现整棵树的遍历。且查询效率稳定；
4、索引的存储设计
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索引以物理文件的方式存储在磁盘上，MyIsam引擎是索引文件.MDI和数据文件.mdb文件,Innodb引擎是索引和数据存在一起的.ibd文件，当数据库查找数据时如果是MyIsam则会先查找索引文件，在从索引文件中去查找数据文件，而innodb引擎会直接通过.idb文件去找到数据并返回。
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之所以将数据存在一起可以充分利用空间并提高索引存储数量；对于同一个B+树的节点来说，通过
磁盘文件存储是按页存储的，CPU与内存的最小交换单位，即每次IO的次数以页为单位；如果将b+树的节点设计成一个页的整数倍或者一页则可以充分利用IO资源；
Innodb引擎下的各种索引存储方式，默认为B+树
- 主键索引，innodb的主键索引将数据和索引存在一起，通过比较索引大小来进行叶子节点数据的查找，当查找到数据页时进行遍历比对；
- 辅助索引，非主键索引即辅助索引不会进行数据存储，只会存储主键索引，然后通过主键索引进行查找；到主键索引树检索数据的过程称为回表查询；
- 联合索引，联合索引将多个索引作为索引节点存储，即需要比较三个索引才能进一步的查找叶子节点；因为比较索引的方式是从左往右的，所以索引匹配需要满足最左匹配原则；
最左匹配原则：使用组合索引查询时，mysql会一直向右匹配直至遇到范围查询(>、<、between、like)就停止匹配；
覆盖索引，辅助索引需要回表查询，但如果常用的数据只有几列，可以把这几列纳入组合索引，这样叶子节点的数据就是结果，不需要回表查询；
5、为什么需要使用整形自增作为主键？
为什么UUID不行，首先存储容量上，由于UUID比整形大导致的索引变少，高度变大。因为写入是乱序的，InnoDB不得不频繁地做页分裂操作，导致数据碎片化；
为什么整数行，空间小，方便排序；
为什么需要自增，因为插入数据到索引需要进行比较，从左到右递增，只需要插入到页面后面，而不需要进行一个节点的分裂；
顺序索引的一个缺点：高并发情况下的竞争问题，因为都是在同一个叶子节点下追加；
一些使用上的问题
- 首先索引无法识别表达式，即想要使用索引必须将它作为一个单列；即where num +2 = 0；
- 如果想要索引的字符列比较大，可以通过实现hash索引，或者前缀索引；
- 索引的设计原则应尽量符合，最起码符合排序和可区分行；
- 重复索引是指在相同的列上按照相同的顺序创建的相同类型的索引。应该避免这样创建重复索引，发现以后也应该立即移除。冗余索引，即建立了组合索引后再为组合里面列电镀建立的索引应避免，除非处于性能考虑；