面试题：MySQL InnoDB存储引擎中，聚簇索引与非聚簇索引有何区别？

Question

请阐述MySQL InnoDB存储引擎里聚簇索引与非聚簇索引在结构、数据存储方式以及查询性能方面的主要区别。

Answer 1

结构区别

• 聚簇索引：聚簇索引的叶子节点包含了完整的行记录数据。InnoDB 表是按聚簇索引组织的，数据行和主键值紧密关联，整个表的物理存储顺序与聚簇索引的顺序一致。
• 非聚簇索引：非聚簇索引的叶子节点存储的是索引键值和对应的主键值（在 InnoDB 中）。非聚簇索引的结构和聚簇索引类似，但叶子节点不包含完整的行记录，只是指向聚簇索引的指针（通过主键值）。

数据存储方式区别

• 聚簇索引：数据按照聚簇索引的键值顺序存储，物理上相邻的记录在逻辑上也相邻。由于数据和索引存储在一起，因此插入、更新和删除操作可能会导致页分裂和数据移动，开销相对较大。
• 非聚簇索引：数据存储顺序和非聚簇索引顺序无关。非聚簇索引只是提供了一种快速定位数据的方式，通过索引找到主键值后，还需要再通过聚簇索引（回表操作）来获取完整的行记录数据。

查询性能区别

• 聚簇索引：
  • 优点：如果查询条件是聚簇索引列，或者查询结果集是按照聚簇索引顺序返回，那么查询性能非常高，因为可以直接从叶子节点获取完整的行记录，无需额外的回表操作。例如，按主键范围查询，可以快速定位和获取数据。
  • 缺点：当查询条件不是聚簇索引列时，可能需要全表扫描，性能较差。
• 非聚簇索引：
  • 优点：对于包含非聚簇索引列的查询，能够快速定位到对应的主键值。如果查询只需要返回索引列（覆盖索引情况），则不需要回表，查询性能较好。例如，查询索引列的统计信息等。
  • 缺点：如果查询需要获取完整的行记录数据，除了扫描非聚簇索引，还需要根据主键值回表查询聚簇索引，增加了 I/O 开销，性能相对较差。特别是在高并发场景下，回表操作可能导致大量的随机 I/O，影响性能。