MySql数据库

MySql架构

1.连接层: 负责接收客户端的连接请求，可以进行认证（验证账号密码）

2.服务层：接收sql,语言解析，优化，缓存

3.引擎层：引擎层是真正落地实施的具体方式，不同的存储引擎特点不同。

4.物理文件存储层：使用各种文件用来储存数据，以及各种的日志文件。

储存引擎

存储引擎是具体的操作数据的方式。

Innodb：支持事务，支持行级锁（一个事务对某行数据操作时，只会锁定某一行数据，不锁定其他行，效率高），支持外键约束，支持缓存，支持全文索引，不会存储表中的总行数。

MyISAM：不支持事务，不支持主外键，不支持行级锁，支持表锁（进行DML操作时会锁定整张表），主要用于查询多，增删改较少的场景。支持全文索引，存储表的总行数。

索引

       索引是类似于书的目录，可以通过目录（索引）快速的定位数据真实的位置。是排好序的，快速查找的数据结构。（B+树）

       在数据库中单独维护一个树，树中的每个节点存储主键和数据的物理地址，可以通过树形结构，快速锁定到数据的位置。

优势：快速的定位数据位置，减少IO次数，降低了排序成本。

劣势：维护索引需要占用存储空间。增删改查操作时，还需要维护索引树，需要消耗时间。

索引分类

主键索引:  ALTER TABLE 表名 add PRIMARY KEY 表名(列名);

删除主键:  ALTER TABLE 表名 drop PRIMARY KEY ;

单值索引:CREATE INDEX news_title_index ON news(title)

删除索引: DROP INDEX 索引名 ON 表名;

唯一索引:  保证列数据不重复,可以为null

CREATE UNIQUE INDEX 索引名 ON 表名(列名);

组合索引: 一个索引对应多个列，就是多个列组成一个索引

    注意,要满足,最左前缀原则 A,B,C三列

          A,B建立组合索引,满足最左 前缀原则,  必须要出现最左边的列

          A and B  生效

          B and A  生效

          A and A  生效

          B and C 不生效

全文索引：模糊查询 like，会导致索引失效

EXPLAIN关键字添加在SQL语句的前面可以查看SQL语句的执行效率。

建立索引的原则

那些情况需要创建索引：

1.主键自动建立唯一索引

2.频繁作为查询条件的字段应该创建索引（where后面的语句）

3.查询中排序的字段，排序字段若通过索引去访问将大大提高排序速度

4.查询中与其它表关联的字段，外键关系建立索引

5.分组中的字段

那些情况不要创建索引:

1.表记录太少

2.经常增删改查的表：提高查询速度，同时却会降低更新表的速度，如果对表进行插入，

修改，删除，因为更新表时，MySql不仅要保存数据，还要保存索引文件。

3.Where条件里用不到的字段，因此应该只为最经常查询和最经常排序的数据列建立索引，

某个数据列包含许多重复的内容，建立索引没有太大的实际效果。例如性别： 男  女

索引结构：

Data Structure Visualization

       索引是一个树形结构：B+树，首先二叉树被排除掉（自平衡）被排除了，树的高度比较高，会影响查询效率。B树自平衡多路树，在一个节点中放多个数据，横向扩展，降低树的高度。

B+树 自平衡多路树 排好序：非叶子节点只存储索引，数据都存储在叶子节点。会存在一些数据冗余。

 叶子节点之间会有一个相互指向的指针（对于自增主键，范围查找是非常合适的）

聚簇索引和非聚簇索引

       聚簇索引,找到了索引,就找到了数据,例如主键索引,innodb引擎下,数据都在叶子节点存储,通过主键查找,找到了主键,也就找到了数据(属于聚簇式)。

SELECT id FROM news WHERE id = 3

       非聚簇索引: 索引和数据是分离的,找到了索引,还没有找到数据，需要根据主键,再次回表查询,才能够查询到数据

       通过学号(不是主键)查询学号和姓名,  先通过学号找到主键,再次通过主键去查找数据,这种场景是非聚簇的。 还有myisam引擎中,除了只查询主键列以外,查询其他列的都是非聚簇索引。

判断是聚簇索引还是非聚簇索引:   这次查询中,能够直接命中数据。

聚簇索引:  找到了索引,就找到了数据---聚簇索引

  Innodb下:  使用主键作为查询条件,就是聚簇索引

       使用非主键(title)的列添加索引查询, 就是非聚簇的,因为需要通过索引找到主键,然后通过主键二次回表查询,再通过主键找到数据

 myIsam:  索引文件与数据文件是分开存放的,所以是非聚簇的。

事务

       事务是数据为了保证数据操作的原子性，隔离性，持久性，一致性，为数据库提供的一套机制，在同一事务中，如果有多条sql执行，事务可以确保执行的可靠性。

事务满足ACID特性：

1.原子性：一个事务中有多条sql时，要么都执行，要么都不执行。

2.持久性：一旦事务提交，数据就持久保存在硬盘上。

3.隔离性：有好多个事务同时对数据进行操作，需要不同的隔离机制。来进行控制，防止数据不完整。

4.一致性：数据经过很多次的操作，最终的结果要与预期的结果一致，保证数据的完整性，原子性，持久性，隔离性都是为了保证数据的一致性。

事务的隔离级别：

有四种隔离级别：

1.读未提交： B事务读到了A事务未提交的数据

       产生问题：产生脏读（读到别的事务没有提交的数据，是垃圾数据，因为A事务可能会回滚）， 不可重复读（两次读的过程中有其他事务对数据进行修改，导致两次读到的不同结果），幻读（主要指的是在事务中读取到了新增的数据行或者删除的数据行，导致读取结果不一致）。

解决办法：设置隔离级别为读已提交

2.读已提交：B事务读到了A事务已经提交的事务，解决了脏读的问题，产生问题不可重复读，幻读。

3.可重复读：B事务在开启后的两次查询中，两次查询的结果是相同的，解决了不可重复读，脏读。SELECT ... FOR UPDATE 是一种在数据库事务中使用的语句，目的是在读取数据时对相应的行进行锁定，以避免并发冲突，会产生幻读。

4.串行化（SERIALIZABLE）：加锁，只要有一个事务进行操作，其他的事务就得等待，即使是读操作也会锁定，是最安全的，速度是最慢的。可以解决上述所有问题，MySql中默认的隔离级别为可重复读。

事物实现原理:

       原子性: 原子性实现 依赖的是undo log(回滚日志),保存每次操作的反向操作. 如我们执行insert操作, 那么日志中保存delete操作。当回滚时执行反向操作。

       持久性: 每次当执行修改数据操作时,先会将语句保存到redo log（重做日志）中.即使突然断电, 正常后也可以从日志中恢复数据。

       隔离性（MVCC）:多版本并发控制 Multi-Version Concurrent Control ，主要是针对读已提交和可重复读。

读已提交： 只要别的事务提交了,那么另一个事务就可以看到。

       特点： 有可能同一个事务两次查询数据不一致,时时访问到的是最新的数据.。 当前读,每次读时,都会给版本链拍照,所以读到的数据是最新的(已提交)。

       可重复读：B事务开始后,第一次读到的数据和之后读到的数据一致,这个过程中别的事务已经修改过了。也叫快照读,第一次读的时候,会把版本链拍照,下次读时,从版本快照中读,所有第一次和第二次读到数据是一致的。

       使用隔离级别机制,为了实现并发的读-写,写-读操作,提高效率。

锁

 Mysql支持行锁,间隙锁，表锁

 行锁: 只给操作的行加锁,如果两个事物操作的是同一行,那必须一个一个执行.

 间隙锁: 一般指的是范围区间, 对某一个区间进行加锁 例如ID>5 and id <10

 表锁: 对整个表加锁,myisam默认是支持表锁.

共享锁: 又称为读锁, 如果我们事物在读数据时,不想让其他事物写,还要让其他事物可以读, 那么查询语句可以加共享锁 select … lock in share mode.

排它锁: 就是独占锁., 写操作默认加排他锁, 当我们读数据时,要求数据足够准确,可以给读操作加排他锁,select …for update