學會了基本的SQL指令後，下一個主題就是關於效能。
索引
索引的目標，是快速定位資料列。以下我採用Baraa對索引三個面向的介紹，注意這只是用三個面向去看索引，分類彼此並非互斥的。
- Storage Format: 依照資料physically的儲存方式，可以分成Rowstore Index和Columnstore Index兩種
- Functions & Features: 這比較像索引的屬性，Unique, Filtered的特性可以套到不同的索引上
- Access Structure: 這是指B-tree結構上的差異，Rowstore Index和Columnstore Index之下都各自有Clustered Index和Non-clustered Index兩種
資料庫如何儲存資料？
在談索引之前，要先理解資料庫如何儲存資料。
底層的資料結構
SQL Server 儲存資料最小的單位是頁面（data page），每個頁面大小固定為 8 KiB【官方文件】。Page有不同種類，但主要需要理解的就是 Index page 和 Data page。
頁面結構
下圖是一個 Data Page，每個 Data Page 開頭有頁面標頭(圖中的Header)，紀錄頁碼、頁面類型等資訊，頁面末端有 slot array 儲存每一列在頁面中的偏移量(圖中的Offset)。圖中的1:150的意思是file Id:page number。
而 Index Page 不存放資料，而是存放一個指向 Data Page 的 Pointer。
沒有索引的堆積表（Heap）
沒有索引被建立的狀態就是 Heap 官方文件，這裡指的索引是 Clustered Index，在後面會詳細介紹。Heap 可以被視為一個 Data Page 集合，而且 Data Page 內部的 rows 都沒有排序過。
堆積表使用 Row Identifier（RID）來定位資料列。若沒有任何索引，資料庫必須掃描整個表 (Full Table Scan) 才能找到符合條件的資料，只有在表很小時才勉強可接受。當資料量成長後，實務系統都需要索引來避免這種全表掃描。
Clustered Index：唯一的實體排序方式
當你對一個表的某幾個 columns 建立 Clustered Index，資料庫會做兩件事情：
- Physically sort all the data rows
- Build a B+ tree
Clustered Index 會把資料列依索引鍵值排序並存放在 B+ 樹的葉節點中。這是 SQL Server 唯一會實際改變資料列物理排序的索引類型，因此一個表只能有一個叢集索引。
注意 Data Page 在 leaf node，而且內部的資料列都已經排序過後，也就是因為有排序過，才可以透過索引透過範圍快速找到資料的位置。
Non-clustered Index：獨立的查詢捷徑
不同於 Clustered Index，Non-clustered Index「不會」改變資料存放方式，但提供額外快速搜尋的捷徑。因為它與資料分離，一個表可以建立多個非叢集索引，以支援不同的查詢模式。
以下這張圖顯示的是 Non-Clustered Index 的 Index Page，會直接定位到 Data Page 中特定的資料列，因為他是透過 RID (row identifier)，所以又被稱為 Row Locator Page。
因為Non-Clustered Index不會實體排序資料，整體建立完索引的概念圖如下：
Index Page 又可以被其他 Index Page 指向，最後建立成一顆B+ tree。
Non-clustered Index 的這棵 B+ tree 和 Clustered Index 的 B+ tree 差在他的 Leaf Nodes 是不存資料的。
剛剛說到 Non-clustered Index 可以建立多個，所以當然也可以和 Clustered Index 並存，概念上就會如下，同一組 Data Page 有許多不同的 Index 種類去加入查詢到資料列的位置。
總結一下兩種不同的 B+ tree 結構有哪些特性差異：
- Read performance: clustered比較好，因為少一層
- Write performance: non-clustered比較好，因為不用重新排序
- Storage Efficiency: clustered比較好，因為少一層
- Use cases: Clustered Index 適合用在很少會更值的 data column，而且可以增進 range query performance，因為資料已經排序過
複合索引與索引鍵順序
最後我們談談複合索引，這指的是一個索引是包含多個欄位還是單一欄位？複合索引（composite index）是指索引鍵包含多個欄位。
在使用複合索引時，建立的順序和查詢的順序要符合Leftmost Prefix Rule，否則索引不會被有效利用。
例如建立 (A, B, C) 的索引時，查詢若使用 A 或 A+B，可以有效利用索引；若跳過 A 直接使用 B，則索引的排序順序與查詢條件不一致，資料庫可能無法有效使用該索引。
這也是為什麼在「依欄位 A 或欄位 B 篩選資料」的查詢情境中，不能只建立一個 (A, B) 的複合索引。因為查詢實際上只會使用其中一個條件，如果查詢只用到欄位B，這個(A, B)的複合索引就不會被用到。