MySQL 唯一索引和主键索引的区别？

2025年12月27日

面试考察点

面试官提出这个问题，通常希望考察以下几个层面的理解：

对索引核心概念的本质理解：是否清楚两种索引最基本的功能（加速查询）和附加的约束。
对“约束”这一数据库核心特性的掌握：这是问题的关键。面试官想知道你是否能清晰地阐述主键的 PRIMARY KEY 约束和唯一索引的 UNIQUE 约束在唯一性和非空性上的根本区别。
对 InnoDB 存储引擎特性的了解：因为 MySQL 默认使用 InnoDB，面试官不仅仅是想知道定义区别，更是想知道你是否了解主键索引在 InnoDB 中作为聚簇索引的特殊性及其带来的性能影响。
实际应用与设计能力：能否根据业务场景正确地选择和使用这两种索引，这反映了你的数据库设计经验。

核心答案

它们的核心区别在于 “约束”，其次是 “实现”。可以概括为：主键索引是一种特殊的唯一索引。

约束差异：
- 主键索引：同时强制 唯一 和 非空（NOT NULL） 两种约束。一张表只能有一个主键。
- 唯一索引：只强制 唯一 约束，但允许存在多个 NULL 值（在唯一约束下，多个 NULL 被视为不相等）。一张表可以有多个唯一索引。
实现差异（InnoDB 引擎下）：
- 主键索引：在 InnoDB 中即聚簇索引，其叶子节点存储的是完整的数据行。表数据的物理存储顺序与主键索引的顺序一致。
- 唯一索引：是二级索引，其叶子节点存储的是主键值。查询时需要先找到主键，再回表查询主键索引获取完整数据（除非索引覆盖）。

技术深度解析

原理/机制：

聚簇索引的威力与代价：正因为主键索引的叶子节点就是数据行，通过主键查询速度极快（一次索引查找即可）。但同时，插入数据时，会为了保证数据按主键顺序物理存放，可能触发频繁的页分裂与数据移动，影响写入性能。这也是为什么推荐使用自增、顺序的主键（如 AUTO_INCREMENT）以减少这方面开销。
唯一索引与 NULL： SQL 标准中，NULL 代表“未知的值”。唯一约束要求所有已知值（非 NULL）必须唯一，而多个 NULL 因为彼此“未知”，所以不违反唯一性。这是理解允许 NULL 的关键。
表没有显式主键时： InnoDB 会首先尝试选择一个非空的唯一索引作为聚簇索引。如果也没有，则会自动生成一个隐藏的、名为 GEN_CLUST_INDEX 的 6 字节 ROWID 作为聚簇索引。因此，显式定义主键是一个好习惯。

代码示例：

-- 创建一个测试表
CREATE TABLE `user` (
  `id` INT NOT NULL AUTO_INCREMENT,       -- 主键列，非空自增
  `username` VARCHAR(50) NOT NULL,
  `email` VARCHAR(100),
  `phone` VARCHAR(20),
  PRIMARY KEY (`id`),                     -- 主键索引 (聚簇索引)
  UNIQUE KEY `uk_username` (`username`),  -- 唯一索引，不允许重复用户名
  UNIQUE KEY `uk_email` (`email`)         -- 唯一索引，允许 email 为 NULL，且多个 NULL 不冲突
) ENGINE=InnoDB;

-- 合法的插入操作
INSERT INTO `user` (username, email, phone) VALUES ('alice', 'alice@example.com', '123');
INSERT INTO `user` (username, email, phone) VALUES ('bob', NULL, '456'); -- email 为 NULL，允许
INSERT INTO `user` (username, email, phone) VALUES ('charlie', NULL, '789'); -- 再次插入 NULL，允许

-- 以下操作会失败
-- INSERT INTO `user` (username, email) VALUES ('alice', 'other@example.com'); -- 违反 uk_username 唯一约束
-- INSERT INTO `user` (id, username) VALUES (1, 'david'); -- 违反主键 id 的唯一约束（如果id=1已存在）
-- INSERT INTO `user` (username, email) VALUES ('eve', 'alice@example.com'); -- 违反 uk_email 唯一约束（非NULL值重复）

最佳实践与设计考量：

主键选择：优先使用与业务无关的自增整型（如 BIGINT UNSIGNED AUTO_INCREMENT）。它占用空间小、顺序插入性能好。如果必须使用业务字段（如订单号），需确保其稳定、唯一且非空。
唯一索引的使用场景：用于保证业务上某个字段或字段组合的唯一性，如用户名、邮箱、身份证号等。记住它允许 NULL。
联合主键/唯一索引：两者都支持多列组合。组合索引的唯一性是基于所有列值的组合来判断的。
性能考虑：由于唯一索引是二级索引，在查询非主键字段时，如果该字段有唯一索引，且查询能利用到“覆盖索引”，性能会非常好。反之，则可能需要“回表”。

常见误区

认为唯一索引也不允许 NULL 值。（错误，允许 NULL，且多个 NULL 不冲突）。
为了“性能”而盲目创建大量唯一索引，忽略了维护唯一性约束本身（每次插入、更新都需检查）带来的开销。
在业务上允许为 NULL 且需要唯一性的字段上错误地使用主键索引。

总结

主键索引与唯一索引的核心区别在于主键强制唯一且非空，而唯一索引只强制唯一但允许 NULL；在 InnoDB 中，主键索引就是数据的物理存储本身（聚簇索引），而唯一索引是独立的二级索引结构。在表设计时，应为每张表定义一个合适的主键，并根据业务逻辑的需要在特定字段上创建唯一索引。

发布于2025年12月27日|09:50:27