名词解释

clustered index（聚集索引）

对（primary key）主键索引的一种表述。InnoDB表存储是基于primary key列来组织的，这样做可以加快查询和排序速度。为了获得最好的性能，在选择primary key columns的时候要特别小心。因为修改clustered index（聚集索引）列是一个昂贵的操作，所以选择作为primary的列通常都是很少或者从不会被更新的列。

primary key（主键）

A set of columns（一组列），可以唯一标识表中的每一行。因此，它必须是一个unique index，并且不允许有NULL值。

InnoDB organizes the table storage based on the column values of the primary key.

secondary index（辅助索引或二级索引）

索引的一种类型。一个InnoDB表可以有0个或者多个secondary index。

B-tree

tree数据结构在数据库索引中被广泛采用。这种结构总是有序的。可以快速查找，精确匹配（等于）或者范围匹配（比如，大于、小于、BETWEEN等操作）。大多数的存储引擎都是使用的这种结构，比如InnoDB和MyISAM。

因为B-tree节点可以有许多孩子，一个B-tree和二叉树不一样，二叉树它限制每个结点只能2个孩子。

聚集索引和辅助索引

每个InnoDB表都有一个特别的索引叫clustered index。通常，clustered index和primary key是一个意思。

为了在查询、插入以及数据库的其它操作时获得最好的性能，你必须理解InnoDB中是怎样使用clustered index优化大多数查询的。

当你在表中定义了一个PRIMARY KEY的时候，InnoDB会把它作为clustered index。在你创建每一张表的时候最好定义一个primary key，如果实在没有一个或者一组逻辑唯一并且非空的列，你就添加一个新的auto-increment（自增长）的列，让它的值自动填充。
如果你没有在你的表中定义PRIMARY KEY，那么MySQL将查找第一个所有值非空的唯一索引列作为clustered index。
如果表中没有PRIMARY KEY，而且也没有合适的UNIQUE index，那么InnoDB内部将生产一个名字叫GEN_CLUST_INDEX的隐藏clustered index，其值为行ID

Clustered Index是如何加速查询的

通过clustered index来访问一行是非常快的，因为索引检索直接指向数据所在的页。如果一个表很大，clustered index架构通常会节省I/O操作。

Secondary Indexes是如何关联到Clustered Index的

除了clustered index之外的其它索引都叫Secondary Indexes。在secondary index中的每一条记录包含那一行的primary key列。InnoDB用这个primary key的值来检索聚集索引中的行。

如果primary key很长，那么secondary indexes将会占用更多的空间，因此用一个简短的primary key是有好处的。

一个InnoDB索引的物理结构

InnoDB indexes are B-tree data structures. Index records are stored in the leaf pages of their B-tree data structure. The default size of an index page is 16KB.

当一条新记录被插入到InnoDB clustered index中时，InnoDB预留page（页）的1/16的空间以备将来插入或者更新索引记录。如果索引记录是顺序插入的（升序或者降序），那么填满这一页就是剩下的那15/16的空间；如果记录是按照随机顺序插入的，那么填满这一条就是1/2到15/16页。配置项innodb_fill_factor定义每个B-tree page 百分之多少的空间用于存储有序的索引记录，剩下的空间是为以后索引增长而预留的。

你可以通过innodb_page_size设置InnoDB表空间的page size。支持64KB,32KB,16KB (default),8KB,and 4KB.

小结

1、如果表中没有定义primary key，则查找第一个不为空的唯一索引列作为聚集索引，若找不到，则生成一个隐藏的聚集索引

2、插入新记录的时候，预留一页的1/16的空间用于以后的插入或更新

参考 https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-indexes.html

InnoDB索引