1. 索引的概念和作用
在MSSQL中，一个索引是一种高效的数据结构，可以帮助我们快速访问并检索表中的数据。索引是基于表的一个或多个列构建的，它们可以大大提高查询性能，尤其是在大型数据集上。
常见的索引类型有聚集索引和非聚集索引。聚集索引是根据表的主键进行组织的，而非聚集索引则是基于一个或多个非主键列组织的。每个表最多只能有一个聚集索引，但可以有多个非聚集索引。
索引在数据库中起到极为重要的作用。它们可以帮助我们：
提高查询性能
保证数据的唯一性
提高数据的完整性
优化查询计划
2. 如何选择索引列
2.1 考虑查询的频率
选择索引列时，我们应该考虑查询的频率。如果一个列被经常用于查询，那么它应该被作为索引列。例如，查询一个名为“students”的表，我们可能经常需要根据学生的姓名或者学号进行查询。这时候，我们可以对这两个列进行索引，以提高查询速度。
但是，我们也要注意过度索引的问题。当我们对太多的列进行索引时，会降低插入和更新操作的性能。
2.2 索引列应该选择唯一性高的列
唯一性高的列更适合用作索引列。例如一个表中有一列状态值，通常只有两个值，比如 0 和 1，那我们将这个列作为索引列的话，可能并没有什么帮助，因为大部分记录都会被选中。
2.3 尽量选择较小的列
索引列的长度越小，其效率就更高。因为较小的索引占用更少的磁盘空间，需要读取的数据量也少。如果索引列长度很大，像 CLOB 或者 BLOB 这样的大字段，我们应该尽可能避免将其作为索引列。
2.4 索引不应包含 NULL 值
如果一个列经常出现 NULL 值，那么将它作为索引列并没有意义，因为索引不会包括 NULL 值。如果要在查询中过滤出 NULL 值，我们可以使用 IS NULL 运算符。
3. 索引的优化
3.1 使用覆盖索引
覆盖索引是一种特殊的非聚集索引，它包含了被查询的所有列。当我们查询的列都包含在覆盖索引中时，查询数据时只需要使用索引而不必查询实际的数据，这可以提高查询性能。
CREATE INDEX ix_students_name ON students (name) INCLUDE (age, score);
SELECT age, score FROM students WHERE name = 'Jack';
3.2 避免在索引列上进行函数计算
当我们在索引列上进行计算时，会导致查询计划无法使用索引，从而影响查询性能。这也是为什么上面提到的 “索引列长度尽量较小” 这一点非常重要的原因。
例如，假设我们有一个名为“students”的表，其中包含了学生的名字和出生日期，我们想查询生日在某个范围内的学生。如果我们在出生日期上应用了函数，查询计划就无法使用索引。正确的方法是计算出日期范围，然后将范围作为查询条件。
-- 错误的写法
SELECT name, birthdate FROM students WHERE YEAR(birthdate) = 1999;
-- 正确的写法
SELECT name, birthdate FROM students WHERE birthdate BETWEEN '1999-01-01' AND '1999-12-31';
3.3 避免在索引列上进行类型转换
在查询中，我们需要避免在索引列上进行类型转换，因为这会影响查询性能。例如，如果索引列是一个字符串类型，我们应该用字符串进行比较而不是将比较值转换为字符串再与索引列进行比较。
-- 错误的写法
SELECT name, age FROM students WHERE age = '18';
-- 正确的写法
SELECT name, age FROM students WHERE age = 18;
3.4 使用限制索引查询结果的列
如果我们只需要查询表中的部分列，那么可以使用限制索引。限制索引只包含部分列，因此可以显著减少磁盘 I/O 操作。
CREATE INDEX ix_students ON students (name) WHERE age >= 18;
SELECT name FROM students WHERE age >= 18;
4. 总结
索引在数据库中扮演着重要的角色，它可以提高数据检索效率，优化查询计划等。选择索引列时，我们应该考虑查询的频率、唯一性、长度和 NULL 值等因素。在使用索引时，我们应该尽量避免在索引列上进行函数计算和类型转换，可以使用覆盖索引、限制索引等技术优化查询性能。