MySQL知识点总结
MySQL知识点总结
- 1.什么是MySQL？
- 2.MySQL常用的存储引擎有什么？它们有什么区别？
- 3.数据库的三大范式
- 4.事务
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- 4.1 什么是事务(Innodb引擎条件下 NDB Cluster也支持但不常用)
- 4.2 事务的四大特性
- 4.3 @Transactional
- 4.4 事务隔离级别
- 5. 生产环境数据库一般用的什么隔离级别呢？
- 6.编码和字符集的关系
- 7.utf8和utf8mb4的区别
- 8.索引
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- 8.1 什么是索引？
- 8.2 索引的优缺点
- 8.3 索引的作用？
- 8.4 什么情况下需要建索引？
- 8.5 什么情况下不建索引？
- 8.6 索引的数据结构
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- 8.6.1 B+树索引
- 8.6.2 Hash索引和B+树索引的区别？
- 附录
1.什么是MySQL？
MySQL是一种开放源代码的关系型数据库管理系统（RDBMS），使用最常用的数据库管理语言–结构化查询语言（SQL）进行数据库管理。MySQL是开放源代码的，因此任何人都可以在General Public License的许可下下载并根据个性化的需要对其进行修改。
2.MySQL常用的存储引擎有什么？它们有什么区别？
- InnoDB
InnoDB是MySQL的默认存储引擎，支持事务、行锁和外键等操作。 - MyISAM
MyISAM是MySQL5.1版本前的默认存储引擎，MyISAM的并发性比较差，不支持事务和外键等操作，默认的锁的粒度为表级锁。
MySQL 存储引擎(MyISAM、InnoDB、NDBCluster)
3.数据库的三大范式
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第一范式：确保每列保持原子性，数据表中的所有字段值都是不可分解的原子值。
比如字段userInfo: 广东省 10086，依照第一范式必须拆分成userInfo: 广东省，userTel: 10086两个字段。 -
第二范式：首先要满足第一范式，另外包含两部分内容，一是表必须有一个主键；二是非主键列必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分。
举个例子。假定选课关系表为student_course(student_no, student_name, age, course_name, grade, credit)，主键为(student_no, course_name)。其中学分完全依赖于课程名称，姓名年龄完全依赖学号，不符合第二范式，会导致数据冗余（学生选n门课，姓名年龄有n条记录）、插入异常（插入一门新课，因为没有学号，无法保存新课记录）等问题。
应该拆分成三个表：学生：student(stuent_no, student_name, 年龄)；课程：course(course_name, credit)；选课关系：student_course_relation(student_no, course_name, grade)。 -
第三范式：首先要满足第二范式，另外非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递依赖。即不能存在：非主键列 A 依赖于非主键列 B，非主键列 B 依赖于主键的情况。
假定学生关系表为Student(student_no, student_name, age, academy_id, academy_telephone)，主键为"学号"，其中学院id依赖于学号，而学院地点和学院电话依赖于学院id，存在传递依赖，不符合第三范式。
可以把学生关系表分为如下两个表：学生：(student_no, student_name, age, academy_id)；学院：(academy_id, academy_telephone)。 -
2NF和3NF的区别？
2NF依据是非主键列是否完全依赖于主键，还是依赖于主键的一部分。
3NF依据是非主键列是直接依赖于主键，还是直接依赖于非主键。
4.事务
4.1 什么是事务(Innodb引擎条件下 NDB Cluster也支持但不常用)
事务是作为一个单元的一组有序的数据库操作。 如果组中的所有操作都成功则认为事务成功。即使只有一个操作失败，事务也不成功。如果所有操作完成，事务则提交，其修改将作用于所有其他数据库进程。如果一个操作失败，则事务将回滚，该事务所有操作的影响都将取消。
- 只有在Mysql中使用了Innodb数据库引擎的数据库或表才支持事务
- 事务处理可以用来维护数据库的完整性，保证成批的SQL语句要么全部执行，要么都不执行。
- 事务用来管理 insert update delete语句
语法：
START TRANSACTION - 开启事务
SAVEPOINT - 指令用于创建保留点。
ROLLBACK TO - 指令用于回滚到指定的保留点；如果没有设置保留点，则回退到 START TRANSACTION 语句处。
COMMIT - 提交事务。
举个
-- 撤销表 user
DROP TABLE IF EXISTS user;
-- 创建表 user
CREATE TABLE user (
id int(10) unsigned NOT NULL COMMENT 'Id',
username varchar(64) NOT NULL DEFAULT 'default' COMMENT '用户名',
password varchar(64) NOT NULL DEFAULT 'default' COMMENT '密码',
email varchar(64) NOT NULL DEFAULT 'default' COMMENT '邮箱'
) COMMENT='用户表';
-- 开始事务
START TRANSACTION;
-- 插入操作 A
INSERT INTO `user`
VALUES (1, 'root1', 'root1', '[email protected]');
-- 创建保留点 updateA
SAVEPOINT updateA;
-- 插入操作 B
INSERT INTO `user`
VALUES (2, 'root2', 'root2', '[email protected]');
-- 回滚到保留点 updateA
ROLLBACK TO updateA;
-- 提交事务，只有操作 A 生效
COMMIT;
MySQL 默认采用自动提交模式（AUTO COMMIT）。也就是说，如果不显式使用 START TRANSACTION 语句来开始一个事务，那么每个查询操作都会被当做一个事务并自动提交。
4.2 事务的四大特性
事务特性ACID：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。
- 原子性是指事务包含的所有操作要么全部成功，要么全部失败回滚。
- 一致性是指一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态。比如a与b账户共有1000块，两人之间转账之后无论成功还是失败，它们的账户总和还是1000。
- 隔离性。一个事务所做的修改在最终提交以前，对其它事务是不可见的。
- 持久性是指一个事务一旦被提交了，那么对数据库中的数据的改变就是永久性的，即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作。
4.3 @Transactional
@Transactional 详解
@Transactional(rollbackFor=Exception.class)详解
- 在项目中，@Transactional(rollbackFor=Exception.class)，如果类加了这个注解，那么这个类里面的方法抛出异常，就会回滚，数据库里面的数据也会回滚。
- 在@Transactional注解中如果不配置rollbackFor属性,那么事物只会在遇到RuntimeException的时候才会回滚,加上rollbackFor=Exception.class,可以让事物在遇到非运行时异常时也回滚
- @Transactional 实质是使用了 JDBC 的事务来进行事务控制的
- @Transactional 基于 Spring 的动态代理的机制
4.4 事务隔离级别
- 读未提交（READ UNCOMMITTED）
读未提交，顾名思义，就是一个事务可以读取另一个未提交事务的数据。
事例：老板要给程序员发工资，程序员的工资是3.6万/月。但是发工资时老板不小心按错了数字，按成3.9万/月，该钱已经打到程序员的账户，但是事务还没有提交，就在这时，程序员去查看自己这个月的工资，发现比往常多了3千元，以为涨工资了非常高兴。但是老板及时发现了不对，马上回滚差点就提交了的事务，将数字改成3.6万再提交。
分析：实际程序员这个月的工资还是3.6万，但是程序员看到的是3.9万。他看到的是老板还没提交事务时的数据。这就是脏读。
- 读已提交（READ COMMITTED）
一个事务只能看见已经提交事务所做的改变。可避免脏读的发生。
读已提交，顾名思义，就是一个事务要等另一个事务提交后才能读取数据。
事例：程序员拿着信用卡去享受生活（卡里当然是只有3.6万），当他买单时（程序员事务开启），收费系统事先检测到他的卡里有3.6万，就在这个时候！！程序员的妻子要把钱全部转出充当家用，并提交。当收费系统准备扣款时，再检测卡里的金额，发现已经没钱了（第二次检测金额当然要等待妻子转出金额事务提交完）。程序员就会很郁闷，明明卡里是有钱的…
分析：这就是读提交，若有事务对数据进行更新（UPDATE）操作时，读操作事务要等待这个更新操作事务提交后才能读取数据，可以解决脏读问题。但在这个事例中，出现了一个事务范围内两个相同的查询却返回了不同数据，这就是不可重复读。
- 可重复读（REPEATABLE READ） 默认的
可重复读，就是在开始读取数据（事务开启）时，不再允许修改操作
事例：程序员拿着信用卡去享受生活（卡里当然是只有3.6万），当他埋单时（事务开启，不允许其他事务的UPDATE修改操作），收费系统事先检测到他的卡里有3.6万。这个时候他的妻子不能转出金额了。接下来收费系统就可以扣款了。
分析：可重复读可以解决不可重复读问题。写到这里，应该明白的一点就是，不可重复读对应的是修改，即UPDATE操作。但是可能还会有幻读问题。因为幻读问题对应的是插入INSERT操作，而不是UPDATE操作。
- 序列化（SERIALIZABLE）
Serializable 是最高的事务隔离级别，在该级别下，事务串行化顺序执行，可以避免脏读、不可重复读与幻读。但是这种事务隔离级别效率低下，比较耗数据库性能，一般不使用。
@Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED)：读取未提交数据(会出现脏读, 不可重复读) 基本不使用
@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)：读取已提交数据(会出现不可重复读和幻读)
@Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)：可重复读(会出现幻读)
@Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE)：序列化
查看隔离级别：
select @@transaction_isolation;
设置隔离级别：
set session transaction isolation level read uncommitted;
事务举
查询方法需要使用事务吗？
5. 生产环境数据库一般用的什么隔离级别呢？
生产环境大多使用RC(读已提交)。为什么不是RR(可重复读)呢？
可重复读(Repeatable Read)，简称为RR读已提交(Read Commited)，简称为RC
- 缘由一：在RR隔离级别下，存在间隙锁，导致出现死锁的几率比RC大的多！
- 缘由二：在RR隔离级别下，条件列未命中索引会锁表！而在RC隔离级别下，只锁行!
也就是说，RC的并发性高于RR。
并且大部分场景下，不可重复读问题是可以接受的。毕竟数据都已经提交了，读出来本身就没有太大问题！
互联网mysql应该选什么事务隔离级别
6.编码和字符集的关系
我们平时可以在编辑器上输入各种中文英文字母，但这些都是给人读的，不是给计算机读的，其实计算机真正保存和传输数据都是以二进制0101的格式进行的。
那么就需要有一个规则，把中文和英文字母转化为二进制。其中d对应十六进制下的64，它可以转换为01二进制的格式。于是字母和数字就这样一一对应起来了，这就是ASCII编码格式。
它用一个字节，也就是8位来标识字符，基础符号有128个，扩展符号也是128个。也就只能表示下英文字母和数字。
这明显不够用。于是，为了标识中文，出现了GB2312的编码格式。为了标识希腊语，出现了greek编码格式，为了标识俄语，整了cp866编码格式。
为了统一它们，于是出现了Unicode编码格式，它用了2~4个字节来表示字符，这样理论上所有符号都能被收录进去，并且它还完全兼容ASCII的编码，也就是说，同样是字母d，在ASCII用64表示，在Unicode里还是用64来表示。
但不同的地方是ASCII编码用1个字节来表示，而Unicode用则两个字节来表示。
同样都是字母d，unicode比ascii多使用了一个字节，如下：
D ASCII: 01100100
D Unicode: 00000000 01100100
可以看到，上面的unicode编码，前面的都是0，其实用不上，但还占了个字节，有点浪费。如果我们能做到该隐藏时隐藏，这样就能省下不少空间，按这个思路，就是就有了UTF-8编码。
总结一下，按照一定规则把符号和二进制码对应起来，这就是编码。而把n多这种已经编码的字符聚在一起，就是我们常说的字符集。
比如utf-8字符集就是所有utf-8编码格式的字符的合集。
总结一下，按照一定规则把符号和二进制码对应起来，这就是编码。而把n多这种已经编码的字符聚在一起，就是我们常说的字符集。
比如utf-8字符集就是所有utf-8编码格式的字符的合集。
想看下mysql支持哪些字符集。可以执行 show charset;
7.utf8和utf8mb4的区别
上面提到utf-8是在unicode的基础上做的优化，既然unicode有办法表示所有字符，那utf-8也一样可以表示所有字符，为了避免混淆，我在后面叫它大utf8。
mysql支持的字符集中有utf8和utf8mb4。
先说utf8mb4编码，mb4就是most bytes 4的意思，从上图最右边的Maxlen可以看到，它最大支持用4个字节来表示字符，它几乎可以用来表示目前已知的所有的字符。
再说mysql字符集里的utf8，它是数据库的默认字符集。但注意，此utf8非彼utf8，我们叫它小utf8字符集。为什么这么说，因为从Maxlen可以看出，它最多支持用3个字节去表示字符，按utf8mb4的命名方式，准确点应该叫它utf8mb3。
utf8 就像是阉割版的utf8mb4，只支持部分字符。比如emoji表情，它就不支持。
而mysql支持的字符集里，第三列，collation，它是指字符集的比较规则。
比如，"debug"和"Debug"是同一个单词，但它们大小写不同，该不该判为同一个单词呢。
这时候就需要用到collation了。
通过SHOW COLLATION WHERE Charset = 'utf8mb4';可以查看到utf8mb4下支持什么比较规则。
如果collation = utf8mb4_general_ci，是指使用utf8mb4字符集的前提下，挨个字符进行比较（general），并且不区分大小写（_ci，case insensitice）。
这种情况下，"debug"和"Debug"是同一个单词。
如果改成collation=utf8mb4_bin，就是指挨个比较二进制位大小。
于是"debug"和"Debug"就不是同一个单词。
那utf8mb4对比utf8有什么劣势吗？
我们知道数据库表里，字段类型如果是char(2)的话，里面的2是指字符个数，也就是说不管这张表用的是什么编码的字符集，都能放上2个字符。
而char又是固定长度，为了能放下2个utf8mb4的字符，char会默认保留2*4（maxlen=4）= 8个字节的空间。
如果是utf8mb3，则会默认保留 2 * 3 (maxlen=3) = 6个字节的空间。也就是说，在这种情况下，utf8mb4会比utf8mb3多使用一些空间。
8.索引
8.1 什么是索引？
索引是存储引擎用于提高数据库表的访问速度的一种数据结构。它可以比作一本字典的目录，可以帮你快速找到对应的记录。
索引一般存储在磁盘的文件中，它是占用物理空间的。
8.2 索引的优缺点
优点：
- 加快数据查找的速度
- 为用来排序或者是分组的字段添加索引，可以加快分组和排序的速度
- 加快表与表之间的连接
缺点：
- 建立索引需要占用物理空间
- 会降低表的增删改的效率，因为每次对表记录进行增删改，需要进行动态维护索引，导致增删改时间变长
8.3 索引的作用？
数据是存储在磁盘上的，查询数据时，如果没有索引，会加载所有的数据到内存，依次进行检索，读取磁盘次数较多。有了索引，就不需要加载所有数据，因为B+树的高度一般在2-4层，最多只需要读取2-4次磁盘，查询速度大大提升。
8.4 什么情况下需要建索引？
经常用于查询的字段
经常用于连接的字段建立索引，可以加快连接的速度
经常需要排序的字段建立索引，因为索引已经排好序，可以加快排序查询速度
8.5 什么情况下不建索引？
- where条件中用不到的字段不适合建立索引。
- 表记录较少。比如只有几百条数据，没必要加索引。
- 需要经常增删改。需要评估是否适合加索引。
- 参与列计算的列不适合建索引。
- 区分度不高的字段不适合建立索引，如性别，只有男/女/未知三个值。加了索引，查询效率也不会提高。
8.6 索引的数据结构
索引的数据结构主要有B+树和哈希表，对应的索引分别为B+树索引和哈希索引。InnoDB引擎的索引类型有B+树索引和哈希索引，默认的索引类型为B+树索引。
8.6.1 B+树索引
B+ 树是基于B 树和叶子节点顺序访问指针进行实现，它具有B树的平衡性，并且通过顺序访问指针来提高区间查询的性能。
在 B+ 树中，节点中的 key 从左到右递增排列，如果某个指针的左右相邻 key 分别是 keyi 和 keyi+1，则该指针指向节点的所有 key 大于等于 keyi 且小于等于 keyi+1。
// TODO
8.6.2 Hash索引和B+树索引的区别？
- 哈希索引不支持排序，因为哈希表是无序的。
- 哈希索引不支持范围查找。
- 哈希索引不支持模糊查询及多列索引的最左前缀匹配。
- 因为哈希表中会存在哈希冲突，所以哈希索引的性能是不稳定的，而B+树索引的性能是相对稳定的，每次查询都是从根节点到叶子节点。
附录
1.大彬一个不错的知识分享