1. 什么是索引
索引是一种数据结构，用于在数据库中快速查找和访问数据。在 SQL Server 中，索引可以加速数据的检索，提高查询性能，减少数据库的 I/O 操作。SQL Server 中支持多种类型的索引，包括聚集索引、非聚集索引、空间索引等。
2. 索引的分类
2.1 聚集索引和非聚集索引
聚集索引是按照索引键的顺序来组织数据的，一个表只能有一个聚集索引。非聚集索引是在一个单独的数据结构中存储索引键和叶子节点指向的行数据的指针，一个表可以有多个非聚集索引。聚集索引适合于基于范围的查询和排序，而非聚集索引适合于等值查找。
2.2 唯一索引和非唯一索引
唯一索引限制了索引值必须唯一，可用于确保表中的列没有重复值。非唯一索引允许索引值重复，多个行可以有相同的索引值。
2.3 覆盖索引和非覆盖索引
覆盖索引包含了查询所需的所有列，无需回表查询原始数据行，可以减少查询的 I/O 操作和提高查询性能。非覆盖索引则需要回表查询原始数据行。
2.4 空间索引
空间索引用于管理空间数据，其中空间数据可以具有地理位置、三维坐标和非地理位置属性。空间索引支持两种类型的空间数据：几何数据和地理数据。
3. 建立索引的步骤
建立索引时，需要考虑索引的类型、索引的键、索引的位置等因素。下面是建立索引的一般步骤：
3.1 确定索引类型
根据查询语句的类型和查询的频率，决定建立聚集索引还是非聚集索引，建立唯一索引还是非唯一索引，建立覆盖索引还是非覆盖索引等。
3.2 确定索引键
选择用于建立索引的列，并且考虑索引键的长度和数据类型，以确保索引的效率和准确性。一般来说，索引键的长度越短，索引就越小，效率越高。
3.3 确定索引的位置
确定索引是在什么位置建立的也很重要。一般来说，对于大型表、经常进行读取操作的表和通常执行大型连接操作的表，可以考虑建立索引。对于高并发环境，建立索引的位置也需要考虑负载均衡和性能调整等因素。
3.4 创建索引
在 SQL Server 中，可以使用 CREATE INDEX 语句来创建索引。下面是创建非聚集索引的示例：
CREATE NONCLUSTERED INDEX idx_CustomerLastName
ON Sales.Customer (LastName)
GO
这条语句将在 Sales.Customer 表的 LastName 列上创建名为 idx_CustomerLastName 的非聚集索引。
4. 建立索引的技巧
4.1 建立适当的索引
建立适当的索引是提高查询性能的关键。不应该过度索引，因为过多的索引会影响更新操作的性能，增加存储空间，同时也增加了索引的维护成本。因此，应该选择少量但有意义的列来建立索引。
4.2 避免在频繁更新的列上建立索引
在频繁更新的列上建立索引会降低更新操作的性能，因为每次更新都要更新相关的索引。如果确实需要在频繁更新的列上建立索引，可以考虑使用稀疏索引。
4.3 使用短索引键
在建立索引时，应该使用短的索引键，以提高查询性能和减少存储空间。一般来说，使用整数类型比使用字符串类型的索引键要更有效。
4.4 使用覆盖索引
使用覆盖索引可以减少查询的 I/O 操作和提高查询性能。覆盖索引一般适用于只需要查询某些列的情况。
4.5 定期重新组织索引
定期重新组织索引可以减少索引的碎片和提高查询性能。在 SQL Server 中，可以使用 ALTER INDEX 语句来重新组织索引。下面是重新组织非聚集索引的示例：
ALTER INDEX idx_CustomerLastName ON Sales.Customer
REORGANIZE
GO
4.6 使用全文索引
对于包含大量文本内容的列，可以考虑使用全文索引来提高查询性能。全文索引可以在文本列中进行全文搜索和模糊搜索。
5. 索引的性能检测与优化
在建立索引后，需要进行性能检测和优化。可以使用 SQL Server 提供的性能参数来检测查询的性能。如果查询的性能不够理想，可以考虑重新组织索引、更新统计信息等操作来提高性能。
5.1 使用性能指标
在 SQL Server 中，可以使用性能指标来监控查询的性能。可以使用 sys.dm_db_index_usage_stats 视图来监视索引的使用情况和性能问题。例如，可以检查索引的扫描次数、查找次数、更新次数等参数，以确定建立索引的效果如何。
5.2 定期更新统计信息
定期更新统计信息可以帮助 SQL Server 优化查询计划，提高查询性能。可以使用 sp_updatestats 存储过程来更新统计信息。例如，可以使用下面的语句更新 AdventureWorks2014 数据库中的所有统计信息：
USE AdventureWorks2014;
GO
EXEC sp_updatestats
5.3 使用数据库引擎优化顾问
SQL Server 2017 引入了数据库引擎优化顾问，它是一个自动化工具，将为您检查数据库的配置和索引等方面，给出性能优化的建议。可以在 SSMS 工具栏上选择“查询” -> “数据库引擎优化顾问”，启动该功能。
结论
建立索引是提高查询性能的关键。在建立索引时，需要选择适当的索引类型、索引键和索引位置，并且使用稀疏索引、短索引键和覆盖索引等技巧来优化索引。定期重新组织索引、更新统计信息和使用数据库引擎优化顾问等操作，可以帮助您检测和优化索引的性能。