前言
从书本上学到的 MySQL 主键知识十分有限，我们只是知道基础的理论。
在一次面试中，面试官提问：主键索引与普通索引有什么区别？
当场懵逼。
为了深入学习 MySQL 记录下此文。
MySQL 主键（Primary Key）
MySQL 中的键即某种约束，键具有索引的作用，通过约束条件可以使得数据更快的被查到。
主键 是基本每张表都会用到的，一般类型为整型（integer、bigInteger）或者无符号整型（unsigned integer)并按照自然数的顺序自增。
主键是唯一的。
主键是一种索引，可以加快查询效率。
这是我们通常理解的主键，那么主键作为索引，又与普通索引有什么不同？为什么表需要主键？
主键的分类
主键的字段名称一般设置为 ID，当这个 ID 与业务无关时，称为逻辑主键（即 ID 没有实际的意义），如果将用户名（name） 字段设置为主键，该字段是业务中会用到的字段，称为业务主键。
由于主键是业务中经常会用到的键，而业务又经常变更，因此不适合将业务字段作为主键，而是设置一个与业务毫无关系的（ID）字段作为主键。
如果将业务字段用来做主键，例如上面的例子中的 name，系统后台需要修改某个用户的 name 字段，意味着主键也跟着变更了。
如果存在以下场景：
用户个人空间的地址为：http://domain.com/:name，:name 是用户名（即数据库中的 name 字段）。
主键一旦变更，某些页面如个人空间也会跟着变更，假如我收藏了某个用户的空间到浏览器：http://domain.com/user/xiaoming，结果因为用户改名为：xiaohong，这个用户的空间地址就变成了：http://domain.com/user/xiaohong，那我收藏的地址就 404 了，除了这方面的原因，由于可以随意修改主键，也就导致你改了主键的值，其他人又改成之前用过的主键，会产生许多问题，如果某个人又将 xiaogang 的名字改成 xiaoming，那我收藏的地址就会变成原名为 xiaogang 的个人空间，业务变得十分混乱。
主键通常是不能变更的值，因此建议设置一个与业务毫无关系的字段作为主键的值，之所以要用整型是因为查询效率比字符串更高、所需空间更小，可以使用自增自动生成唯一的值。
其他类型如字符串作为主键，由于在插入数据时需要生成唯一字符串，同时还需要判断是否已存在该值，故在插入数据的时候效率也会降低。
除了将单个字段设置为主键，也可以将多个字段绑定在一起作为联合主键（也称复合主键）。
主键设计原则：
- 主键的值 应该 无法被修改
- 主键的值 不应该 与业务有关
- 主键的值 建议 使用系统自动生成（如自增整型）
- 建议 使用单个字段作为主键
- 每张表都 建议 设置主键
为什么表需要主键
想一下如果没有主键，需要删改查除某条数据的时候会有多麻烦：“帮我删掉 name 为 xiaohong 的那条数据”，而 name 属性又没有设置唯一键，存在很多条同名数据，到底是删除哪条？
而当我们设置了 ID 作为主键，那我们就可以说：“删除 ID 为 6 的数据”、“帮我把 ID 为 6 的 name 字段改成 xiaohong”。
主键的其中一个作用即指向该行的数据，键具有约束作用，主键约束可以令数据具有唯一性，设置身份证为主键，那么这个主键就决定了一个人的个人资料，从千千万万个人当中，可以用身份证来指代唯一的一个人。
此外，主键索引可以提升查询效率，将一个字段设置为主键时，便会创建主键索引。
（下文介绍主键索引与普通索引区别）
MySQL 主键与唯一键（Unique Key）的区别
主键字段的值是唯一的，唯一键也要求字段值唯一，这两者的区别在于唯一键的值可以为 NULL，并且可以存在重复的 NULL 数据。
梳理如下：
唯一键的值 可以为空，且不能存在除空值以外重复的值。
主键的值必须 不为空 且不存在重复。
每张表中 只能 存在一个主键，可以存在 多个 唯一键。
从存在意义上来说，主键的作用是指代这一行的数据（如身份证代表一个人），而唯一键只是一种约束作用，用来约束这个字段在这张表不能存在相同值（如限制用户手机号码只能注册一个账号）。
主键索引与普通索引（Normal Index）的区别
扩展阅读：MySQL索引背后的数据结构及算法原理
普通索引的作用只是加快查询效率，并且可以存在重复的值，而主键索引的值是唯一的，它也可以提高查询效率，普通索引的值可以为 NULL，查询一个存在 NULL 的普通索引会导致查询效率提升的作用失效，当一个列设置了索引，同时也应当将其设置为 NOT NULL。
主键索引与普通索引的结构也不同。
聚簇索引和非聚簇索引（二级索引）
- 聚簇索引：将数据存储与索引放到了一块，找到索引也就找到了数据
- 非聚簇索引：将数据存储于索引分开结构，索引结构的叶子节点指向了数据的对应行
Innodb 存储引擎中，数据表 table 由 table.frm、table.idb 组成。table.frm 保存表结构的定义，table.idb 保存的是数据和索引，这样的结构称为聚簇索引。
Myisam 存储引擎中，数据表 table 由 table.frm、table.myi、table.myd 组成。table.frm 保存表结构的定义，table.myi 保存索引，table.myd 保存数据。在用到索引时，先到 table.myi(索引树)中进行查找，取到数据所在 table.myd 的行位置，拿到数据。所以 Myisam 引擎的索引文件和数据文件是独立分开的，称之为非聚簇索引。
聚簇索引是按照数据存放的物理位置为顺序的，聚簇索引能提高多行检索的速度，而非聚簇索引对于单行的检索更快。
在 Innodb 中，主键索引是聚簇索引，如果没有主键，则挑选一个唯一键建立聚簇索引，如果没有唯一键，则隐式的生成一个键来建立聚簇索引。
在表结构中只存在一个聚簇索引（主键索引），除此之外都是非聚簇索引（普通索引）。
覆盖索引
一种特殊情况可以不通过聚簇索引查询数据，那就是通过创建联合索引（多个字段作为索引），如果查询的数据在索引中可以直接获取到，那就不需要再到数据行进行查询了。
例如创建索引：idx_name_email
name 字段 和 email 字段是联合索引，当我们使用如下语句查询时：
1 | select name where email = "xxx@idce.com" |
通过 email 来查询 name，由于它们是一组联合索引，因此可以直接从索引中拿到对应的数据。
覆盖索引查询数据只需要从索引中获得，而不需要到数据表中获取，因此可以极大的提高查询效率。
之所以能够从索引中得到数据，是因为索引的结构中保存了对应字段的值。
容易混淆的一个地方：上面介绍的聚簇索引才能保存数据，那为什么普通索引也能保存数据？
其实这里指的是表的数据，通过聚簇索引找到的数据是直接找到表对应行的一整行数据，而索引保存的数据是这个字段的值，因此可以通过索引得到对应字段的值。
面试官曾经问我的问题：索引会保存字段的值吗？
当时觉得不会，应该是保存对应行的所在地址才对。但其实是会保存的，因为只有保存了这个数据，查询索引字段才能快速进行数据对比从而筛选数据，如果能不回到表查询，则不回到表查询，回到表查询的效率比直接从索引拿数据低得多。
索引的结构，一侧是字段的值，另一侧是下一个数据的地址：
