1. 索引的作用和原理
在MSSQL数据库中，索引是对表中一列或多列的值进行排序和组织的一种结构，用于提高数据库操作的速度和效率。在实际应用中，正确使用索引可以显著提高查询性能、减少表锁定时间和I/O等待时间。索引的原理是：
将索引列的值和对应数据行的地址映射到一起；
索引列的值通过排序算法进行排序；
查询时，通过对索引列的值进行二分查找来快速定位所需数据行的地址。
2. 优化索引的选取
2.1. 建立聚集索引
在MSSQL数据库中，每个表只能有一个聚集索引。聚集索引的作用是对于表中的每个数据页，都按照聚集键的顺序排列，因此查询聚集键时可以快速定位到相应的数据页。一般情况下，聚集索引选取主键作为聚集键是一个比较好的选择。这样做的好处是，在使用主键查询时，可以直接定位到数据行的地址，从而提高查询效率。
-- 创建聚集索引
CREATE CLUSTERED INDEX idx_order_id ON orders(order_id)
2.2. 建立非聚集索引
与聚集索引不同，可以建立多个非聚集索引。非聚集索引的作用是对于非聚集键创建一棵二叉树结构，便于对非聚集键进行二分查找定位相应数据页。因此，对于查询非聚集键时可以快速定位到所需数据页，提高查询效率。
-- 创建非聚集索引
CREATE NONCLUSTERED INDEX idx_customer_name ON customers(customer_name)
2.3. 索引的覆盖
索引的覆盖是指查询的列都包含在索引中。这样做的好处是，避免了从磁盘中读取数据页到缓存的过程，直接从索引中定位到所需数据页，显著提高了查询效率。可以通过使用包含索引列的SELECT语句进行测试。当查询列全部包含在索引中时，查询的执行计划中会出现“Index Seek”和“Key Lookup”两个操作，这样做的效率明显优于只使用聚集索引或非聚集索引进行查询。
2.4. 索引的大小与维护
索引的大小会影响查询的效率和数据库的性能。过大的索引会增加I/O操作和锁定时间，导致性能下降；而过小的索引则会降低查询效率。因此，需要根据数据表的大小和查询条件的特点选择适当的索引。
此外，需要定期维护索引以保证其效率。一般情况下，可以使用SQL Server自带的Index Tuning Wizard或Database Engine Tuning Advisor进行索引分析和优化。这些工具会根据样本数据的分析结果自动给出优化建议，如合并或删除索引、修改查询语句等。
3. 常见的索引优化技巧
3.1. 创建索引的注意事项
在创建索引时，需要注意以下事项：
根据查询条件选取合适的索引列；
尽量避免在索引列中使用函数或表达式；
对于较大的表，可以使用分区索引进行优化。
3.2. 索引列的顺序
索引列的顺序对查询的效率有一定的影响。一般情况下，应该把查询条件中的筛选性最高的列放在索引列的最前面。
-- 创建按订单编号和客户编号的非聚集索引
CREATE NONCLUSTERED INDEX idx_order_customer ON orders(order_id, customer_id)
3.3. 索引的联合使用
联合使用多个索引可以提高查询效率。例如，使用A和B两个索引创建索引交集AB，可以减少查询所需的数据行数量，从而提高查询效率。
-- 创建按客户名称和订单日期的非聚集索引
CREATE NONCLUSTERED INDEX idx_customer_name ON customers(customer_name)
-- 创建按订单日期的非聚集索引
CREATE NONCLUSTERED INDEX idx_order_date ON orders(order_date)
-- 联合使用客户名称和订单日期的索引
SELECT order_id, customer_name, order_date
FROM orders o
JOIN customers c ON o.customer_id = c.customer_id
WHERE customer_name = 'John Smith'
AND order_date BETWEEN '2020-01-01' and '2020-12-31'
ORDER BY order_date DESC
3.4. 索引的优化与维护
为了提高索引的效率和减少维护成本，需要进行定期的索引优化和维护。可以使用SQL Server自带的Index Tuning Wizard或Database Engine Tuning Advisor进行索引分析和优化。
参考文献：