数据库与高可用-----MySQL索引,事务与存储引擎

一: 索引

1.1: 索引的概念

• 数据库索引
  • 是一个排序的列表，存储着索引值和这个值所对应的物理地址
  • 无须对整个表进行扫描，通过物理地址就可以找到所需数据
  • 是表中一列或者若干列值排序的方法
  • 需要额外的磁盘空间。
• 索引的作用
  • 数据库利用各种快速定位技术，能够大大加快查询速率
  • 当表很大或查询涉及到多个表时，可以成千上万倍地提高查询速度
  • 可以降低数据库的IO成本，并且还可以降低数据库的排序成本
  • 通过创建唯一性索引保证数据表数据的唯一性
  • 可以加快表与表之间的连接
  • 在使用分组和排序时，可大大减少分组和排序时间

1.2: 创建普通索引的三种方法

1.2.1: 第一种方法–直接创建

语法:

create index 索引名 on 表名(字段)

示例:

mysql> create index age_index on kgc(age);
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql> desc kgc;
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra          |
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| id    | int(4)      | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| name  | varchar(10) | NO   |     | NULL    |                |
| age   | int(5)      | NO   | MUL | NULL    |                |
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+

1.2.2: 第二种方法–修改表方式创建

语法:

alter table 表名 add index 索引名 (字段)

示例:

mysql> alter table kgc add index name_index (name);
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> desc kgc;
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| Field | Type        | Null | Key | Default | Extra          |
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
| id    | int(4)      | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| name  | varchar(10) | NO   | MUL | NULL    |                |
| age   | int(5)      | NO   | MUL | NULL    |                |
+-------+-------------+------+-----+---------+----------------+
3 rows in set (0.00 sec)

1.2.3: 第三种方法–创建表时创建

语法:

creater table 表名 ( ...,index index_name(字段))

示例:

mysql> create table num (id int,index id_index(id));
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> desc num;
+-------+---------+------+-----+---------+-------+
| Field | Type    | Null | Key | Default | Extra |
+-------+---------+------+-----+---------+-------+
| id    | int(11) | YES  | MUL | NULL    |       |
+-------+---------+------+-----+---------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

1.3: 创建唯一性索引

• 列值唯一, 可以允许为空,但只能为空一次

1.3.1: 直接创建

create unique index index_name on table_name(字段);

示例:

mysql> create unique index id_unique on kgc(id);
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

1.3.2: 修改表方式创建

alter table table_name add unique index_name(字段)

示例:

mysql> alter table kgc add unique index_age(age);
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

1.3.3: 创建表时创建

creater table table_name ( ...,unique index index_name(字段))

示例:

mysql> create table accp (id int(4) not null auto_increment,name varchar(10) not null,age int(4) not null,unique index id_index(id)); 
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

1.4: 主键索引

• 主键索引

  • 是一种特殊的唯一索引,指定为"PRIMARY KEY"
  • 一个表只能有一个主键,不允许有空值
  • 创建主键索引的方式
  • 非空且唯一
  • 设置auto_increment 的列,必须设一个索引,可以是主键也可以是普通索引

• creater table table_name ([...],primary key(字段));
  alter table table_name add primary key(列的列表)；
  

//示例
```handlebars
  mysql> create table qingniao (id int(4) not null auto_increment,name varchar(10) not null,age int(4) not null,primary key(id));
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  mysql> create table yunjs (id int(4) not null auto_increment,name varchar(10) not null,age int(4) not null,index id_index(id));
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  mysql> alter table yunjs add primary key(age);                 
  Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
  Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

• 与唯一索引的区别

  主键索引 非空且唯一

  唯一索引 可以为空,只能为空一次

  除了主键以外的其他字段叫候选键(或候选码)

  每张表必须要有主键,自己本身表的外键就是对方表的主键

1.5: 组合索引(单列索引与多列索引)

• 可以是单列上创建的索引,也可以是在多列上创建的索引

• 最左原则,从左往右依次执行

• 创建组合索引的方式

  creater table user ( ...,index user(name,age,sex));
  

1.6: 全文索引

• MySQL从3.23.23版开始支持全文索引和全文检索

• 索引类型为FULLTEXT

• 可以在CHAR、VARCHAR或者TEXT类型的列上创建

• 语法

  方法一: 在已经存在的表上创建全文索引

creater fulltext index index_name on table_name(content,tag);

​ 方法二: 通过SQL语句ALTER TABLE创建全文索引

alter table table_name add fulltext index index_name(content,tag);

1.7: 创建索引的原则依据

• 表的主键、外键必须有索引
  记录数超过300行的表应该有索引
  经常与其他表进行连接的表，在连接字段上应该建立索引
  唯一性太差的字段不适合建立索引
  更新太频繁地字段不适合创建索引

• 经常出现在where子句中的字段,特别是大表的字段，应该建立索引
  索引应该建在选择性高的字段上
  索引应该建在小字段上，对于大的文本字段甚至超长字段，不要建索引

1.8: 查看索引的方法

• 查看索引语法

  show index from table_ name;
  show keys from table_ name;
  

• 查看索引的示例

1.9: 删除索引的方法

• 删除索引语法

  drop index_ name ON table_ name;
  alter table table_ name drop index index_name;
  

• 删除索引的示例

  mysql> drop index index_puid on mapping;
  mysql> alter table mapping drop index gameid;
  

二: 事务

2.1: 事务的概念

• 是一种机制、一个操作序列，包含了一组数据库操作命令，并且把所有的命令作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这一组数据库命令要么都执行，要么都不执行.
• 是一个不可分割的工作逻辑单元，在数据库系统,上执行并发操作时，事务是最小的控制单元
• 适用于多用户同时操作的数据库系统的场景，如银行、保险公司及证券交易系统等等.
• 通过事务的整体性以保证数据的一致性.

2.2: 事务的ACID特点

• 原子性(Atomicity)

  • 事务是一个完整的操作，事务的各元素是不可分的
  • 事务中的所有元素必须作为一个整体提交或回滚
  • 如果事务中的任何元素失败，则整个事务将失败

• 一致性(Consistency)

  • 当事务完成时，数据必须处于一 致状态
  • 在事务开始前，数据库中存储的数据处于一致状态
  • 在正在进行的事务中，数据可能处于不一致的状态
  • 当事务成功完成时，数据必须再次回到已知的一致状态

• 隔离性(Isolation)

  • 对数据进行修改的所有并发事务是彼此隔离的，表明事务必须是独立的，它不应以任何方式依赖于或影响其他事务
  • 修改数据的事务可在另-一个使用相同数据的事务开始之前访问这些数据，或者在另一个使用相同数据的事务结束之后访问这些数据

• 持久性(Durability)

  • 指不管系统是否发生故障,事务处理的结果都是永久的
  • 一旦事务被提交，事务的效果会被永久地保留在数据库中

2.3: 事务控制语句

• MySQL事务默认是自动提交的，当SQL 语句提交时事务便自动提交
• 事务控制语句
  begin或start transaction
  commit
  rollback
  savepoint identifier
  release savepoint identifier
  rollback to identifier
  set transaction

2.4: 事务的控制方法

• 手动对事务进行控制的方法
  事务处理命令控制事务
  bebin: 开始一个事务
  commit: 提交一个事务
  rollback: 回滚一个事务
• 使用set命令进行控制
  set autocommit=0: 禁止自动提交.(等同于begin)
  set autocommit=1: 开启自动提交. (等同于commit)

2.4: 事务的操作

2.4.1: 事务处理命令控制事务(1)

• 存储引擎必须是innoadb;只有innoadb才支持事务

• mysq|> use kgc;
  Database changed
  mysql> CREATE TABLE kgc_transaction_test( id int(5)) engine=innodb; //创建数据表
  Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)
  mysq|> select * from kgc_transaction test;
  Empty set (0.01 sec)
  

2.4.2: 事务处理命令控制事务(2)

• mysq|> begin; //开始事务
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  mysql> insert into kgc_transaction_ test value(1);
  Query OK, 1 rows affected (0.01 sec)
  
  mysq|> insert into kgc_transaction_ test value(2);
  Query OK, 1 rows affected (0.00 sec)
  2 rows in set (0.01 sec)
  
  mysql> commit; //提交事务
  Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
  
  mysq|> select * from kgc_transaction test;
  
  

2.4.3: 事务处理命令控制事务(3)

  mysq|> begin; //开始事务
  Query OK, 0 rows affected (0.00 s
  mysq|> insert into kgc_ transaction_test values(3);
  Query OK, 1 rows affected (0.00 sec)
  mysq|> rollback; //回滚
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  mysq|> select * from kgc_transaction_test;     //因为回滚所以数据没有插入
  +-----+
  |id |
  +-----+
  | 1|
  |2
  +------+
  2 rows in set (0.01 sec)
  mysql> insert into tmp(name) values('zhaosi');
  Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> savepoint b;
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  //设置存档点 savepoint a(存档名);
  //回滚到存档点 rollback to a;
  

2.4.4: 事务处理命令演示

• mysql> create table tmp (name varchar(50) not null);
  Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
  
  mysql> insert into tmp select name from kgc;
  Query OK, 3 rows affected (0.01 sec)
  Records: 3  Duplicates: 0  Warnings: 0
  
  mysql> select * from tmp;
  +--------+
  | name   |
  +--------+
  | lisi   |
  | wangwu |
  | wangwu |
  +--------+
  3 rows in set (0.00 sec)
  mysql> begin;
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  mysql> insert into tmp (name) value ('zhangsan');
  Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
  
  mysql> savepoint a;                                         //设置存档点a
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  mysql> insert into tmp (name) value ('wanger');
  Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
  
  mysql> savepoint b;                                        //设置
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  mysql> select * from tmp;
  +----------+
  | name     |
  +----------+
  | lisi     |
  | wangwu   |
  | wangwu   |
  | zhangsan |
  | wanger   |
  +----------+
  5 rows in set (0.00 sec)
  mysql> rollback to b;
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  mysql> select * from tmp;
  +----------+
  | name     |
  +----------+
  | lisi     |
  | wangwu   |
  | wangwu   |
  | zhangsan |
  | wanger   |
  +----------+
  mysql> rollback to a;
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  mysql> select * from tmp;
  +----------+
  | name     |
  +----------+
  | lisi     |
  | wangwu   |
  | wangwu   |
  | zhangsan |
  +----------+
  mysql> rollback to b;
  ERROR 1305 (42000): SAVEPOINT b does not exist     //回到倒数第二个存档点,后无法在回到倒数第一个存档点  ,因为存档点保存在内存中,回到存档点a,会把存档点b的内容释放.
  mysql> rollback;                                   //提交事务,回到begin位置,事务结束
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  mysql> insert into tmp (name) value ('wanger');    //重新插入数据,默认提交事务
  Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
  mysql> select * from tmp;
  +--------+
  | name   |
  +--------+
  | lisi   |
  | wangwu |
  | wangwu |
  | wanger |
  +--------+
  mysql> rollback;                                    //回滚到事务begin之前
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  mysql> select * from tmp;                           //说明上一个事务已经自动提交
  +--------+
  | name   |
  +--------+
  | lisi   |
  | wangwu |
  | wangwu |
  | wanger |
  +--------+
  4 rows in set (0.00 sec)
  //上述操作说明rollback回到Begin之前,也是结束事务的一种方式.
  

三：视图和存储过程

3.1：视图

3.1.1：视图的概念

• 视图是一张虚拟的表，数据不存在视图中，视图是真实表的映射数据。例如：水中捞月是典型的视图
• 利用条件筛选，分组，排序等产生出一个结果集（结果集保存在内存中），并且做成持久化保存（保存映射）
• 视图占用资源小，真实表中数据产生变化，会影响到视图。

3.1.2：创建和查询视图命令

创建视图
create view <视图名称>
create view info_view as select id,name,age from info 条件
多表相连的条件是on
单表相连的条件是where
查询视图
select * from info_view;
select name,age from info_view;

• 查询多表相连

select info.id,info.name,info.age,info,score,info.addr,hob.hobname from info inner join hob on info.hobby=hob.id; '//从info表和hob表中选择info.id,info.name,info.age,info,score,info.addr,hob.hobname且info表中的hobby=hob表中的id'
'//inner join：内部相连'

• 创建多表相连查询视图

create view info_hob_view as select info.id,info.name,info.age,info,score,info.addr,hob.hobname from info inner join hob on info.hobby=hob.id;	'//将刚刚的多表相连查询创建名为info_hob_view的视图'
select * from info_hob_view;	'//查看视图'

3.1.3：视图特点

• 安全性高
• 简化sql操作
• 可以针对不同用户创建不同的视图（不同权限的用户浏览不同的信息）

3.2：存储过程

3.2.1：存储过程

• 存储过程：多用于软件开发方向，

  防止代码在网络传输过程中被截获，做了安全性保障。

• 原始状态：在代码过程中：需要嵌入sql语句，通过连接驱动把sql语句作为参数，传递给MySQL（数据库）进行执行，此时就会有安全风险。

• 通过存储过程解决安全隐患

  存储过程是写在数据库中，并不是程序中。

  程序是通过调用存储过程名称去触发sql操作。（类似调用函数）

3.2.2：存储过程优点

• 存储过程优点：代码量优化，传输安全，网络资源优化

四 : 存储引擎

4.1: 存储引擎概述

• MySQL中的数据用各种不同的技术存储在文件中，每一种技术都使用不同的存储机制、索引技巧、锁定水平并最终提供不同的功能和能力，这些不同的技术以及配套的功能在MySQL中称为存储引擎
• 存储引擎是MySQL 将数据存储在文件系统中的存储方式或者存储格式
• MySQL常用的存储引擎
  MyISAM
  InnoDB
• MySQL数据库中的组件，负责执行实际的数据I/O操作
• 使用特殊存储引擎的主要优点之一在于：
  • 仅需提供特殊应用所需的特性
  • 数据库中的系统开销较小
  • 具有更有效和更高的数据库性能
• MySQL系统中，存储引擎处于文件系统之上，在数据保存到数据文件之前会传输到存储引擎，之后按照各个存储引擎的存储格式进行存储

4.2: MyISAM存储引擎

4.2.1: MyISAM特点

• MyISAM不支持事务，也不支持外键

• 访问速度快

• 对事务完整性没有要求

• MyISAM在磁盘上存储成三个文件
  .frm文件存储表定义
  数据文件的扩展名为.MYD (MYData)
  索引文件的扩展名是.MYI (MYIndex)

• MyISAM的特点

  • 优点：ISAM执行读取操作的速度很快

  • 优点：不占用大量的内存和存储资源

  • 缺点：不支持事务处理,也不支持外键

  • 缺点：不能够容错

  • MyISAM管理非事务表，是lSAM的扩展格式

  • 提供ISAM里所没有的索引和字段管理的大量功能

  • MyISAM使用一种表格锁定的机制，以优化多个并发的读写操作

  • MyISAM提供高速存储和检索，以及全文搜索能力，受到web开发的青睐

4.2.2：MyISAM有什么特点？

• 不支持事务

• 表级锁定形式，数据在更新时锁定整个表

• 数据库在读写过程中相互阻塞

  • 会在数据写入的过程阻塞用户数据的读取
  • 也会在数据读取的过程中阻塞用户的数据写入

• 可通过key_buffer_size来设置缓存索引，提高访问性能，减少磁盘I/O的压力

  • 但缓存只会缓存索引文件，不会缓存数据

• 釆用 MyISAM存储引擎数据单独写入或读取，速度过程较快且占用资源相对少

• MyISAM存储引擎它不支持外键约束，只支持全文索引

4.2.3：什么生产场景适合使用MyISAM

• 公司业务不需要事务的支持

• 一般单方面读取数据比较多的业务，或单方面写入数据比较多的业务

• MyISAM存储引擎数据读写都比较频繁场景不适合

• 使用读写并发访问相对较低的业务

• 数据修改相对较少的业务

• 对数据业务一致性要求不是非常高的业务

• 服务器硬件资源相对比较差

4.3：InnoDB存储引擎

4.3.1：InnoDB特点介绍

• 支持事务：支持4个事务隔离级别

• 行级锁定，但是全表扫描仍然会是表级锁定

• 读写阻塞与事务隔离级别相关

• 具有非常高效的缓存特性：能缓存索引，也能缓存数据

• 表与主键以簇的方式存储

• 支持分区、表空间，类似 oracle数据库

• 支持外键约束，5.5以前不支持全文索引，5.5版本以后支持全文索引

• 对硬件资源要求还是比较高的场合

4.3.2：什么生产场景适合使用InnoDB？

• 业务需要事务的支持

• 行级锁定对高并发有很好的适应能力，但需确保查询是通过索引来完成

• 业务数据更新较为频繁的场景，如：论坛，微博等

• 业务数据一致性要求较高，例如：银行业务

• 硬件设备内存较大，利用 Innodb较好的缓存能力来提高内存利用率，减少磁盘I/O的压力

4.4：生产环境中选择存储引擎的依据

• 需要考虑毎个存儲引擎提供了哪些不同的核心功能及应用场景

• 支持的字段和数据类型
  所有引擎都支持通用的数据类型
  但不是所有的引擎都支持其它的字段类型，如二进制对象

• 锁定类型：不同的存储引擎支持不同级别的锁定
  表锁定
  行锁定

• 索引的支持
  建立索引在搜索和恢复数据库中的数据的时候能够显著提高性能
  不同的存储引擎提供不同的制作索引的技术
  有些存储引擎根本不支持索引

• 事务处理的支持

  事务处理功能通过提供在向表中更新和插入信息期间的可靠性
  可根据企业业务是否要支持事务选择存储引擎

4.5：存储引擎的配置方法

• 在企业中选择好合适的存储引擎之后，就可以进行修改了

• 修改步骤
  查看数据库可配置的存储引擎
  查看表正在使用的存储引擎
  配置存储引擎为所选择的类型

• 使用 show engines查看系统支持的存储引擎

• 查看表使用的存储引擎

  方法1：show table status from库名 where name='表名'；
  方法2：show create table 表名；    '//常用'
  例如：
  MySQL > show table status from yibiao where name='wangermazi'\G 
  '//使用\G代替分号表示垂直显示结果'
  

• 示例

  mysql> show table status from school where name='kgc';
  +------+--------+---------+------------+------+----------------+-------------+-----------------+--------------+-----------+----------------+---------------------+-------------+------------+-----------------+----------+----------------+---------+
  | Name | Engine | Version | Row_format | Rows | Avg_row_length | Data_length | Max_data_length | Index_length | Data_free | Auto_increment | Create_time         | Update_time | Check_time | Collation       | Checksum | Create_options | Comment |
  +------+--------+---------+------------+------+----------------+-------------+-----------------+--------------+-----------+----------------+---------------------+-------------+------------+-----------------+----------+----------------+---------+
  | kgc  | InnoDB |      10 | Dynamic    |    3 |           5461 |       16384 |               0 |        49152 |         0 |              5 | 2020-08-18 23:37:34 | NULL        | NULL       | utf8_general_ci |     NULL |                |         |
  +------+--------+---------+------------+------+----------------+-------------+-----------------+--------------+-----------+----------------+---------------------+-------------+------------+-----------------+----------+----------------+---------+
  
  mysql> show create table kgc\G;      "\G是竖着"
  *************************** 1. row ***************************
         Table: kgc
  Create Table: CREATE TABLE "kgc" (
    "id" int(4) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    "name" varchar(10) NOT NULL,
    "age" int(5) NOT NULL,
    PRIMARY KEY ("id"),
    UNIQUE KEY "id_unique" ("id"),
    UNIQUE KEY "index_age" ("age"),
    KEY "id_index" ("id"),
    KEY "age_index" ("age"),
    KEY "name_index" ("name")
  ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=5 DEFAULT CHARSET=utf8
  1 row in set (0.00 sec)
  
  
  

4.6：修改存储引擎

• 共有四种方法
• 方法一：

alter table 修改；
格式：
alter table table_name engine=引擎；

例如：
mysql> alter table kgc engine=myisam;
Query OK, 3 rows affected (0.01 sec)
Records: 3  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> show create table kgc\G;
*************************** 1. row ***************************
       Table: kgc
Create Table: CREATE TABLE "kgc" (
  "id" int(4) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  "name" varchar(10) NOT NULL,
  "age" int(5) NOT NULL,
  PRIMARY KEY ("id"),
  UNIQUE KEY "id_unique" ("id"),
  UNIQUE KEY "index_age" ("age"),
  KEY "id_index" ("id"),
  KEY "age_index" ("age"),
  KEY "name_index" ("name")
) ENGINE=MyISAM AUTO_INCREMENT=5 DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

• 方法二：

修改my.cnf,指定默认存储引擎并重启服务
格式：
default-storage-engine=InnoDB
例如：
vim my.cnf
default-storage-engine=InnoDB

• 方法三：

create table 创建表时指定存储引擎
格式：
create table 表名 （字段） engine=引擎
例如：
MySQL> create table kgc（id int）engine=MyISAM;

• 方法四：5.7版本已经被删除

Mysql_convert_table_format转化存储引擎
格式：
Mysql_convert_table_format --user=root --password=密码 --sock=/tmp/mysql.sock --engine=引擎 库名 表名
例如：
[root@localhost ~]# yum install perl-DBI perl-DBD-MySQL -y
[root@localhost ~]# /usr/local/mysql/bin/mysql_convert_table_format --user=root --password='123' --sock=/tmp/mysql.sock school.kgc
-bash: /usr/local/mysql/bin/mysql_convert_table_format: 没有那个文件或目录