在 Cloud Spanner 数据库中，Cloud Spanner 会自动为每个表的主键创建索引。例如，您无需执行任何操作即可为 Singers 的主键编制索引，因为系统会自动为您编制索引。
除此之外，您可以针对非主键列创建“二级索引”。针对非主键列添加二级索引有助于更高效地查找此类列中的数据。例如，如果您需要快速查找具有指定范围的 LastName 值的一组 SingerId 值，则应针对 LastName 创建二级索引，这样 Cloud Spanner 就无需扫描整个表。
如果上述示例中的查找在读写事务中完成，则更高效的查找还可以避免对整个表保持锁定，从而允许针对 LastName 查找范围以外的行对表进行并发插入和更新。
除了为查询带来的优势之外，二级索引还可以帮助 Cloud Spanner 更高效地执行扫描，从而启用索引扫描而不是全表扫描。
Cloud Spanner 会将以下数据存储在各个二级索引中：
- 基表中的所有键列
- 索引中包含的所有列
- 索引定义的可选
STORING子句中指定的所有列
随着时间的推移，Cloud Spanner 会逐步分析您的表，以确保为适合的查询使用二级索引。
添加二级索引
在创建表时添加二级索引最为高效。要同时创建表及其索引，请在一个请求中将添加新表和添加新索引的 DDL 语句一并发送到 Cloud Spanner。
在 Cloud Spanner 中，您还可以向现有表添加新的二级索引，添加过程中数据库可继续处理流量。与 Cloud Spanner 中的其他所有架构更改一样，向现有数据库添加索引不需要使数据库离线，也不会锁定整个列或表。
每当新索引添加到现有表时，Cloud Spanner 就会自动回填或填充索引，以反映被编入索引的数据的最新视图。Cloud Spanner 可为您管理此回填过程，但会在索引回填期间使用额外资源。
创建索引可能需要几分钟到数小时才能完成。由于创建索引属于架构更新，因此须遵循与其他架构更新一样的性能限制。创建二级索引所需的时间取决于以下几个因素：
- 数据集的大小
- 实例的计算容量
- 实例上的负载
如需查看索引回填流程的进度，请参阅进度部分。
请注意，将提交时间戳列用作二级索引的第一部分可能会引发热点，并降低写入性能。
使用 CREATE INDEX 语句在您的架构中定义二级索引。下面是一些示例：
要按名字和姓氏将数据库中的所有 Singers 编入索引，请使用以下语句：
CREATE INDEX SingersByFirstLastName ON Singers(FirstName, LastName)
要按照 SongName 的值为数据库中的所有 Songs 创建索引，请使用以下语句：
CREATE INDEX SongsBySongName ON Songs(SongName)
要仅将特定歌手的歌曲编入索引，请使用 INTERLEAVE IN 子句在表 Singers 中交错索引：
CREATE INDEX SongsBySingerSongName ON Songs(SingerId, SongName),
INTERLEAVE IN Singers
要仅将特定专辑中的歌曲编入索引，请使用以下语句：
CREATE INDEX SongsBySingerAlbumSongName ON Songs(SingerId, AlbumId, SongName),
INTERLEAVE IN Albums
要按照 SongName 的降序顺序编制索引，请使用以下语句：
CREATE INDEX SongsBySingerAlbumSongNameDesc ON Songs(SingerId, AlbumId, SongName DESC),
INTERLEAVE IN Albums
请注意，上面的 DESC 注释仅适用于 SongName。要按其他索引键的降序顺序编制索引，请同样为这些索引键添加注释 DESC，例如：SingerId DESC, AlbumId DESC。
另请注意，PRIMARY_KEY 是保留字，不能用作索引的名称。它是伪索引的名称，是在创建具有 PRIMARY KEY 规范的表时创建的
有关选择非交错索引和交错索引的详细信息和最佳做法，请参阅索引选项和在其值单调递增或递减的列上使用交错索引。
查看索引回填进度
查看索引回填进度的步骤
索引回填流程是 schema-update 长时间运行的操作的一部分，因为添加二级索引需要架构更新。您可以使用操作 ID 查看索引回填的进度。如果您没有操作 ID，请使用 gcloud spanner operations list 查找：
gcloud spanner operations list --instance=INSTANCE --database=DATABASE使用说明：
如需限制此命令返回的操作列表，请指定
--filter标志。例如，使用以下过滤器返回 schema-update 操作。--filter="@TYPE:UpdateDatabaseDdlMetadata"如需了解过滤条件语法，请参阅 gcloud topic filters。如需了解如何过滤数据库操作，请参阅 ListDatabaseOperationsRequest 中的
filter字段。
下面是输出示例：
OPERATION_ID STATEMENTS DONE @TYPE _auto_op_123456 CREATE INDEX SingersByFirstLastName ON Singers(FirstName, LastName) False UpdateDatabaseDdlMetadata CREATE INDEX SongsBySingerAlbumSongName ON Songs(SingerId, AlbumId, SongName), INTERLEAVE IN Albums _auto_op_234567 True CreateDatabaseMetadata如需跟踪一个或多个二级索引回填流程的进度，请使用 gcloud spanner operations describe：
gcloud spanner operations describe _auto_op_123456 \ --instance=INSTANCE \ --database=DATABASE以下示例展示了包含两个索引回填流程的 schema-update 长时间运行的操作：
done: true metadata: '@type': type.googleapis.com/google.spanner.admin.database.v1.UpdateDatabaseDdlMetadata commitTimestamps: - '2021-01-22T21:58:42.912540Z' database: projects/my-project/instances/test-instance/databases/example-db progress: - endTime: '2021-01-22T21:58:42.912540Z' progressPercent: 100 startTime: '2021-01-22T21:58:11.053996Z' - progressPercent: 67 startTime: '2021-01-22T21:58:11.053996Z' statements: - CREATE INDEX SingersByFirstLastName ON Singers(FirstName, LastName) - CREATE INDEX SongsBySingerAlbumSongName ON Songs(SingerId, AlbumId, SongName), INTERLEAVE IN Albums name: projects/my-project/instances/test-instance/databases/example-db/operations/_auto_op_123456 response: '@type': type.googleapis.com/google.protobuf.Empty每个索引回填语句的进度都可以在
progress字段中找到。对于语句数组中的每个语句，进度数组都有一个对应的字段。此外，还会填充startTime和endTime字段（如果可用）。进度数组顺序与语句数组的顺序对应。
查看索引回填进度时的场景
用户在尝试检查索引回填的进度时可能会遇到不同的场景。需要索引回填的索引创建语句是架构更新操作的一部分，并且架构更新操作中可能有多个语句。
第一个场景最简单，即索引创建语句是架构更新操作中的第一个语句。索引创建语句的 startTime 字段将使用架构更新操作的开始时间填充，因为它是第一个语句，并且由于执行顺序，将第一个处理和执行。当索引回填的进度超过 0% 时，系统将填充索引创建语句的 progressPercent 字段。提交语句后，系统将填充 endTime 字段。
第二个场景是，索引创建语句不是架构更新操作中的第一个语句。由于执行顺序，在提交上一个语句之前，不会填充与索引创建语句相关的字段。提交上述语句后，索引创建语句进度字段的 startTime 将填充第一个特性。接着，当索引回填的进度超过 0% 时，系统将填充索引创建语句的 progressPercent 字段。提交语句后，系统将填充 endTime 字段。
取消索引创建操作
您可以使用 Cloud SDK 取消索引创建操作。要检索 Cloud Spanner 数据库的一系列架构更新操作，请使用 gcloud spanner operations list 命令，并添加 --filter 选项：
gcloud spanner operations list \
--instance=INSTANCE \
--database=DATABASE \
--filter="@TYPE:UpdateDatabaseDdlMetadata"
找到要取消操作的 OPERATION_ID，然后使用 gcloud spanner operations cancel 命令将其取消：
gcloud spanner operations cancel OPERATION_ID \
--instance=INSTANCE \
--database=DATABASE
查看现有索引
要查看数据库中现有索引的相关信息，您可以使用 Google Cloud Console 或 gcloud 命令行工具：
控制台
转到 Cloud Console 中的 Cloud Spanner 实例页面。
点击要查看的实例的名称。
在左侧窗格中，点击要查看的数据库，然后点击要查看的表。
点击索引标签页。Cloud Console 将显示索引列表。
可选：要获取有关索引的详细信息（例如其中包含的列），请点击相应索引的名称。
gcloud
使用 gcloud spanner databases ddl describe 命令：
gcloud spanner databases ddl describe DATABASE \
--instance=INSTANCE
gcloud 工具可输出数据定义语言 (DDL) 语句来创建数据库的表和索引。CREATE
INDEX 语句描述了现有索引。例如：
--- |-
CREATE TABLE Singers (
SingerId INT64 NOT NULL,
FirstName STRING(1024),
LastName STRING(1024),
SingerInfo BYTES(MAX),
) PRIMARY KEY(SingerId)
---
CREATE INDEX SingersByFirstLastName ON Singers(FirstName, LastName)
使用特定索引进行查询
以下部分介绍了如何在 SQL 语句中指定索引以及如何使用 Cloud Spanner 的读取接口指定索引。这些部分中的示例假定您向 Albums 表添加了 MarketingBudget 列并创建了名为 AlbumsByAlbumTitle 的索引：
CREATE TABLE Albums (
SingerId INT64 NOT NULL,
AlbumId INT64 NOT NULL,
AlbumTitle STRING(MAX),
MarketingBudget INT64,
) PRIMARY KEY (SingerId, AlbumId),
INTERLEAVE IN PARENT Singers ON DELETE CASCADE;
CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle);
在 SQL 语句中指定索引
在您使用 SQL 来查询 Cloud Spanner 表时，Cloud Spanner 会自动使用任何有可能提高查询效率的索引。因此，您不需要为 SQL 查询指定索引。但是，对于工作负载至关重要的查询，Google 建议您在 SQL 语句中使用 FORCE_INDEX 指令以实现更一致的性能。
在少数情况下，Cloud Spanner 可能会选择让查询延迟时间增加的索引。如果您已按照性能回归问题排查步骤进行操作，并确认有必要为查询尝试其他索引，则可以在查询中指定索引。
要在 SQL 语句中指定索引，请使用 FORCE_INDEX 提供“索引指令”。索引指令使用以下语法：
FROM MyTable@{FORCE_INDEX=MyTableIndex}
您还可以使用索引指令来指示 Cloud Spanner 扫描基表（而不是使用索引）：
FROM MyTable@{FORCE_INDEX=_BASE_TABLE}
以下示例演示了指定索引的 SQL 查询：
SELECT AlbumId, AlbumTitle, MarketingBudget
FROM Albums@{FORCE_INDEX=AlbumsByAlbumTitle}
WHERE AlbumTitle >= "Aardvark" AND AlbumTitle < "Goo";
索引指令可能会强制 Cloud Spanner 的查询处理器读取查询需要但未存储在索引中的其他列。查询处理器通过联接索引和基表来检索这些列。为了避免这种额外的联接，可使用 STORING 子句将其他列存储在索引中。
例如，在上面的示例中，MarketingBudget 列未存储在索引中，但 SQL 查询会选择此列。因此，Cloud Spanner 必须在基表中查找 MarketingBudget 列，然后将其与索引中的数据联接，以返回查询结果。
如果索引指令存在以下任何问题，则 Cloud Spanner 将发生错误：
- 索引不存在。
- 索引位于不同的基表上。
- 查询缺少
NULL_FILTERED索引必需的NULL过滤表达式。
下面的示例演示了如何编写和执行查询，以使用索引 AlbumsByAlbumTitle 提取 AlbumId、AlbumTitle 和 MarketingBudget 的值：
C++
C#
Go
Java
Node.js
PHP
Python
Ruby
在读取接口中指定索引
如果您使用了 Cloud Spanner 的读取接口，并且希望 Cloud Spanner 使用索引，则必须指定索引。读取接口不会自动选择索引。
此外，您的索引必须包含查询结果中显示的所有数据，属于主键的列除外。存在此限制是因为读取接口不支持索引和基表之间的联接。如果您需要在查询结果中包含其他列，可以使用以下几种方法：
- 使用
STORING子句将其他列存储在索引中。 - 执行不包含其他列的查询，然后再使用主键发送另一个读取其他列的查询。
Cloud Spanner 按索引键的升序顺序返回索引中的值。要按降序顺序检索值，请完成以下步骤：
为索引键添加注释
DESC。例如：CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle DESC);DESC注释适用于单个索引键。如果索引包含多个键，并且您希望按照所有键的降序顺序显示查询结果，请为每个键添加DESC注释。如果读取接口指定了键范围，请确保该键范围也按降序顺序排列。换句话说，也就是起始键的值必须大于结束键的值。
以下示例演示了如何使用索引 AlbumsByAlbumTitle 检索 AlbumId 和 AlbumTitle 的值：
C++
C#
Go
Java
Node.js
PHP
Python
Ruby
STORING 子句
可以选择使用 STORING 子句在索引中存储列的副本。此类索引为使用索引的查询和读取调用提供了便利，但会占用额外存储空间：
- 如果 SQL 查询使用索引且选择的列存储在
STORING子句中，则不需要与基表建立额外联接。 - 如果读取调用使用索引，可读取存储在
STORING子句中的列。
例如，假设您创建了 AlbumsByAlbumTitle 的替代版本，将 MarketingBudget 列的副本存储在索引中（请注意，STORING 子句以粗体显示）：
CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) STORING (MarketingBudget);
使用旧的 AlbumsByAlbumTitle 索引时，Cloud Spanner 必须将索引与基表联接，然后从基表检索该列。借助新的 AlbumsByAlbumTitle2 索引，Cloud Spanner 可直接从索引中读取该列，效率更高。
如果您使用读取接口（而非 SQL），新的 AlbumsByAlbumTitle2 索引也可让您直接读取 MarketingBudget 列：
C++
C#
Go
Java
Node.js
PHP
Python
Ruby
将 NULL 值编入索引
默认情况下，Cloud Spanner 会将 NULL 值编入索引。例如，回顾一下表 Singers 上的索引 SingersByFirstLastName 的定义：
CREATE INDEX SingersByFirstLastName ON Singers(FirstName, LastName);
即使 FirstName 和/或 LastName 为 NULL，系统仍会将 Singers 的所有行编入索引。
将 NULL 值编入索引后，您便可以针对包含 NULL 值的数据执行有效的 SQL 查询和读取。例如，使用以下 SQL 查询语句可查找 FirstName 为 NULL 的所有 Singers：
SELECT s.SingerId, s.FirstName, s.LastName
FROM Singers@{FORCE_INDEX=SingersByFirstLastName} AS s
WHERE s.FirstName IS NULL;
NULL 值的排序顺序
Cloud Spanner 将 NULL 作为任何给定类型的最小值进行排序。也就是说，如果列按升序 (ASC) 顺序排列，则 NULL 值排在最前。如果列按降序 (DESC) 顺序排列，则 NULL 值排在最后。
禁止将 NULL 值编入索引
要禁止将 NULL 值编入索引，请在索引定义中添加 NULL_FILTERED 关键字。NULL_FILTERED 索引特别适用于将大部分行都包含 NULL 值的稀疏列编入索引。在这些情况下，与包含 NULL 的一般索引相比，NULL_FILTERED 索引非常小，维护起来也更为高效。
下面是不将 NULL 编入索引的 SingersByFirstLastName 的一个替代定义：
CREATE NULL_FILTERED INDEX SingersByFirstLastNameNoNulls
ON Singers(FirstName, LastName);
NULL_FILTERED 关键字适用于所有索引键列。您无法针对每个列指定 NULL 过滤。
创建索引 NULL_FILTERED 可能会导致 Cloud Spanner 无法进行部分查询。例如，Cloud Spanner 不会为此查询使用索引，因为索引会忽略所有 LastName 为 NULL 的 Singers 行；因此，使用索引会导致查询无法返回正确的行：
FROM Singers@{FORCE_INDEX=SingersByFirstLastNameNoNulls}
WHERE FirstName = "John";
要让 Cloud Spanner 正常使用索引，您必须重新撰写查询，另行排除索引中已排除的行：
SELECT FirstName, LastName
FROM Singers@{FORCE_INDEX=SingersByFirstLastNameNoNulls}
WHERE FirstName = "John" AND LastName IS NOT NULL;
唯一索引
索引可声明为是 UNIQUE 的。UNIQUE 索引会对要编入索引的数据施加一项限制，禁止给定索引键有重复条目。在提交事务时，Cloud Spanner 会强制执行此限制。具体而言，任何会导致同一个键出现多个索引条目的事务都将提交失败。
如果某个表的开头包含非 UNIQUE 数据，那么尝试为其创建 UNIQUE 索引将失败。
有关 UNIQUE NULL_FILTERED 索引的注意事项
当 UNIQUE NULL_FILTERED 索引至少有一个键包含 NULL 值时，系统便不会强制施加索引键唯一性限制。
例如，假设您创建了以下表和索引：
CREATE TABLE ExampleTable (
Key1 INT64 NOT NULL,
Key2 INT64,
Key3 INT64,
Col1 INT64,
) PRIMARY KEY (Key1, Key2, Key3);
CREATE UNIQUE NULL_FILTERED INDEX ExampleIndex ON ExampleTable (Key1, Key2, Col1);
ExampleTable 中的以下两行的二级索引键 Key1、Key2 和 Col1 具有相同的值：
1, NULL, 1, 1
1, NULL, 2, 1
由于 Key2 为 NULL 且索引为 NULL_FILTERED，因此这些行不会出现在索引 ExampleIndex 中。而由于这些行没有插入到索引中，索引不会因为 (Key1, Key2,
Col1) 违反唯一性而拒绝它们。
如果希望索引强制对元组（Key1、Key2 和 Col1）的值施加唯一性限制，那么您必须在表定义中为 Key2 添加注释 NOT NULL，或者创建不含 NULL_FILTERED 的索引。
删除索引
可使用 DROP INDEX 语句从架构中删除二级索引。
要删除名为 SingersByFirstLastName 的索引，请使用以下语句：
DROP INDEX SingersByFirstLastName;
编制索引以加快扫描速度
当 Cloud Spanner 需要执行表扫描（而不是编入索引的查找）以从一个或多个列提取值时，如果这些列存在索引并且索引按照查询指定的顺序排列，则您可以更快地收到结果。如果您经常执行需要扫描的查询，请考虑创建二级索引，以帮助更高效地执行这些扫描。
具体来说，如果您需要 Cloud Spanner 以反向顺序频繁扫描表的主键或其他索引，则可以通过使所需顺序明确显示的二级索引来提高其效率。
例如，以下查询始终会快速返回结果，即使 Cloud Spanner 需要扫描 Songs 以查找最低的 SongId 值：
SELECT SongId FROM Songs LIMIT 1;
SongId 是表的主键，（与所有主键一样）按升序存储。Cloud Spanner 可以扫描该键的索引并快速查找第一个结果。
但是，如果没有二级索引的帮助，以下查询不会快速返回，尤其是在 Songs 包含大量数据的情况下：
SELECT SongId FROM Songs ORDER BY SongId DESC LIMIT 1;
尽管 SongId 是表的主键，但如果没有进行全表扫描，Cloud Spanner 也无法提取列的最高值。
添加以下索引可让此查询更快地返回：
CREATE INDEX SongIdDesc On Songs(SongId DESC);
有了此索引，Cloud Spanner 将会以更快的速度返回第二个查询的结果。