MySQL索引，事务和存储引擎

一、索引

1、索引的概念

●索引是一个排序的列表，在这个列表中存储着索引的值和包含这个值的数据所在行的物理地址（类似于C语言的链表通过指针指向数据记录的内存地址）。

●使用索引后可以不用扫描全表来定位某行的数据，而是先通过索引表找到该行数据对应的物理地址然后访问相应的数据，因此能加快数据库的查询速度。

●索引就好比是一本书的目录，可以根据目录中的页码快速找到所需的内容。

●索引是表中一列或者若干列值排序的方法。

●建立索引的目的是加快对表中记录的查找或排序

总结：索引就是一种帮助系统能更快速的查找信息的结构

2、索引的作用

●利用各种快速定位技术，能够大大加快查询速度，这是创建索引的最主要的原因。

●当表很大或查询涉及到多个表时，使用索引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，并且索引还可以降低数据库的排序成本。

●通过创建唯一(键)性索引，可以保证数据表中每一行数据的唯一性。

●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的时间。

3、索引的副作用

●索引需要占用额外的磁盘空间。
对于 MyISAM 引擎而言，索引文件和数据文件是分离的，索引文件用于保存数据记录的地址。
而 InnoDB 引擎的表数据文件本身就是索引文件。
●在插入和修改数据时要花费更多的时间，因为索引也要随之变动

4、创建索引的规则

索引虽可以提升数据库查询的速度，但并不是任何情况下都适合创建索引。因为索引本身会消耗系统资源，在有索引的情况下，数据库会先进行索引查询，然后定位到具体的数据行，如果索引使用不当，反而会增加数据库的负担。
●表的主键、外键必须有索引。因为主键具有唯一性，外键关联的是子表的主键，查询时可以快速定位

●记录数超过300行的表应该有索引。如果没有索引，需要把表遍历一遍，会严重影响数据库的性能。

●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。
select name,score from ky19 where id=1

●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。
id type score zhusang(txt)  page  blog

总结：MySQL 的优化 哪些字段/场景适合创建索引，哪些不适合

1、小字段
2、唯一性强的字段
3、更新不频繁，但查询率很高的字段
4、表记录超过300+行
5、主键、外键、唯一键

5、索引的分类

先创建库info，创建表ky30并插入数据

 

 

 

①，普通索引
最基本的索引类型，没有唯一性之类的限制。

●直接创建索引

#(列名(length))：length是可选项。如果忽略 length 的值，则使用整个列的值作为索引。如果指定使用列前的 length 个字符来创建索引，这样有利于减小索引文件的大小。
#索引名建议以“_index”结尾。

 

 

 

●修改表方式创建

ALTER TABLE 表名 ADD INDEX 索引名 (列名);

 

 ●创建表的时候指定索引（需要创建另外一个表）

 

 

②、唯一索引
与普通索引类似，但区别是唯一索引列的每个值都唯一。

唯一索引允许有空值（注意和主键不同）。如果是用组合索引创建，则列值的组合必须唯一。添加唯一键将自动创建唯一索引。

●直接创建唯一索引
CREATE UNIQUE INDEX 索引名 ON 表名(列名);

 

 

●修改表方式创建

 

●创建表的时候指定

 

③、主键索引
是一种特殊的唯一索引，必须指定为“PRIMARY KEY”。

一个表只能有一个主键，不允许有空值。 添加主键将自动创建主键索引。

●创建表的时候指定

 

●修改表方式创建

ALTER TABLE 表名 ADD PRIMARY KEY (列名); 

4、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。需要满足最左原则，因为select语句的 where条件是依次从左往右执行的，所以在使用select 语句查询时where条件使用的字段顺序必须和组合索引中的排序一致，否则索引将不会生效。

 

 

⑤、全文索引（FULLTEXT）

适合在进行模糊查询的时候使用，可用于在一篇文章中检索文本信息。全文索引可以在 CHAR、VARCHAR 或者 TEXT 类型的列上创建。每个表只允许有一个全文索引。

●直接创建索引

CREATE FULLTEXT INDEX 索引名 ON 表名 (列名);

 

●修改表方式创建

alter table member1 add fulltext remark_index(remark);

 

 

●创建表的时候指定索引

CREATE TABLE 表名 (字段1 数据类型[,...],FULLTEXT 索引名 (列名));

#数据类型可以为 CHAR、VARCHAR 或者 TEXT

●使用全文索引查询

SELECT * FROM 表名 WHERE MATCH(列名) AGAINST('查询内容');

例：select * from member where match(remark) against('this is vip');
or select * from member where remark='this is vip';

 

总结：创建索引

1、create创建索引时，指定index

2、alter  修改表的结构时add添加index

3、创建表的时候添加索引

主键索引直接创建主键即可

6、查看索引

show index from 表名;
show keys from 表名;

 

各字段的含义如下：

Table    表的名称
Non_unique    如果索引内容唯一，则为 0；如果可以不唯一，则为 1。
Key_name    索引的名称。
Seq_in_index    索引中的列序号，从 1 开始。 limit 2,3
Column_name    列名称。
Collation    列以什么方式存储在索引中。在 MySQL 中，有值‘A’（升序）或 NULL（无分类）。
Cardinality    索引中唯一值数目的估计值。
Sub_part    如果列只是被部分地编入索引，则为被编入索引的字符的数目(zhangsan)。如果整列被编入索引，则为 NULL。
Packed    指示关键字如何被压缩。如果没有被压缩，则为 NULL。
Null    如果列含有 NULL，则含有 YES。如果没有，则该列含有 NO。
Index_type    用过的索引方法（BTREE, FULLTEXT, HASH, RTREE）。
Comment    备注。

小结：
索引分为：
① 普通索引 ：针对所有字段，没有特殊的需求/规则
② 唯一索引 : 针对唯一性的字段，仅允许出现一次空值
③ 组合索引 (多列/多字段组合形式的索引)
④ 全文索引（varchar char text）MySQL为了优化对文本内容搜索的一种机制
⑤ 主键索引 ：针对唯一性字段、且不可为空，同时一张表只允许包含一个主键索引

创建索引：
① 在创建表的时候，直接指定index
② alter修改表结构的时候，进行add 添加index
③ 直接创建索引index
PS:主键索引——》直接创建主键即可

7、删除索引

●直接删除索引

DROP INDEX 索引名 ON 表名;

例：drop index name_index on member;

 

 

●修改表方式删除索引
ALTER TABLE 表名 DROP INDEX 索引名;

例：alter table member drop index id_index;
show index from member;

 

 

●删除主键索引

ALTER TABLE 表名 DROP PRIMARY KEY;

 

 

二、事务

1、事务的概念

MySQL 事务主要用于处理操作量大，复杂度高的数据。比如说，在人员管理系统中， 要删除一个人员，即需要删除人员的基本资料，又需要删除和该人员相关的信息，如信箱， 文章等等。这样，这些数据库操作语句就构成一个事务！

●事务是一种机制、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。

●事务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。

●事务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。

●事务是通过事务的整体性以保证数据的一致性。

说白了，所谓事务，它是一个操作序列，这些操作要么都执行，要么都不执行，它是一个不可分割的工作单位。

2、事务的ACID特点

ACID，是指在可靠数据库管理系统（DBMS）中，事务(transaction)应该具有的四个特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。这是可靠数据库所应具备的几个特性。

①，原子性

●原子性：指事务是一个不可再分割的工作单位，事务中的操作要么都发生，要么都不发生。

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。

案例:
A给B转帐100元钱的时候只执行了扣款语句，就提交了，此时如果突然断电，A账号已经发生了扣款，B账号却没收到加款，在生活中就会引起纠纷。这种情况就需要事务的原子性来保证事务要么都执行，要么就都不执行。

②，一致性

●一致性：指在事务开始之前和事务结束以后，数据库的完整性约束没有被破坏。

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。

案例:
对银行转帐事务，不管事务成功还是失败，应该保证事务结束后表中A和B的存款总额跟事务执行前一致。

③，隔离性

●隔离性：指在并发环境中，当不同的事务同时操纵相同的数据时，每个事务都有各自的完整数据空间。

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。

④，持久性

●持久性：在事务完成以后，该事务所对数据库所作的更改便持久的保存在数据库之中，并不会被回滚。

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。

面试：
问题
1、事务是什么？ ACID是啥？有什么特性？
2、事务中请举个列子---》故障状态---》数据不一致----》导致有哪些后果，这些后果怎么解决？

一个事务的执行不能被其他事务干扰
事务之间的相互影响分为几种，分别为 

①、脏读(读取未提交数据)：脏读指的是读到了其他事务未提交的数据，未提交意味着这些数据可能会回滚，也就是可能最终不会存到数据库中，也就是不存在的数据。读到了并一定最终存在的数据，这就是脏读

案列1
比如事务B执行过程中修改了数据X,在未提交前,事务A读取了X,而事务B却回滚了,这样事务A就形成了脏读。 也就是说,当前事务读到的数据是别的事务想要修改成为的但是没有修改成功的数据。

②、不可重复读(前后多次读取，数据内容不一致)：一个事务内两个相同的查询却返回了不同数据。这是由于查询时系统中其他事务修改的提交而引起的。

案列
事务A第一次查询得到一行记录row1，事务B提交修改后，事务A第二次查询得到row1，但列内容发生了变化。
select * from member;
1 zhangsan  20分
select * from Member;
1 zhangsan  30分

③、幻读(前后多次读取，数据总量不一致)：一个事务对一个表中的数据进行了修改，这种修改涉及到表中的全部数据行。同时，另一个事务也修改这个表中的数据，这种修改是向表中插入一行新数据。那么，操作前一个事务的用户会发现表中还有没有修改的数据行，就好象发生了幻觉一样。

案列
假设事务A对某些行的内容作了更改，但是还未提交，此时事务B插入了与事务A更改前的记录相同的记录行，并且在事务A提交之前先提交了，而这时，在事务A中查询，会发现好像刚刚的更改对于某些数据未起作用，但其实是事务B刚插入进来的，让用户感觉很魔幻，感觉出现了幻觉，这就叫幻读
select * from member；
查询到了6条记录

alter table member change

select * from member;
查询到了10条记录 （更新了6条数据，还有4条数据，我没有更新到）

④、丢失更新：两个事务同时读取同一条记录，A先修改记录，B也修改记录（B不知道A修改过），B提交数据后B的修改结果覆盖了A的修改结果。
案列
A  30 ->40 事务 先完成
B  30 ->50 事务 后完成
B的事务结果会覆盖A的事务结果，最终值为50

3、Mysql及事务隔离级别（四种）

（1）read uncommitted（ :读取尚未提交的数据 ，不解决脏读，允许脏读，其他事务只要修改了数未提交读）

数据，即使未提交，本事务也能看到修改后的数据值。也就是可能读取到其他会话中未提交事务修改的数居。

（2）read committed（提交读）：

读取已经提交的数据 ：可以解决脏读
只能读取到已经提交的数据。Oracle等多数数据库默认都是该级别〈不重复读)。

（3）repeatable read（可重复度）：

重读读取：可以解决脏读 和 不可重复读 —mysql默认的
可重复读。无论其他事务是否修改并提交了数据，在这个事务中看到的数据值始终不受其他事务影响

（4）serializable（串行化）：

可以解决 脏读 不可重复读 和 虚读—相当于锁表
完全串行化的读，每次读都需要获得表级共享锁，读写相互都会阻塞。

mysql默认的事务处理级别是 repeatable read ，而Oracle和SQL Server是 read committed 。

作用范围

//事务隔离级别的作用范围分为两种:
全局级:对所有的会话有效
会话级:|只对当前的会话有效

1、查询全局事务隔离级别
show global variables like '%isolation%';
SELECT @@global.tx_isolation;

2、查询会话事务隔离级别
show session variables like '%isolation%';
SELECT @@session.tx_isolation; 
SELECT @@tx_isolation;

3、设置全局事务隔离级别
set global transaction isolation level read committed;

set @@global.tx_isolation='read-committed'; #重启服务后失效

4、设置会话事务隔离级别
set session transaction isolation level read committed;

set @@session.tx_isolation='repeatable-read';

4、事务控制语句

BEGIN 或 START TRANSACTION：显式地开启一个事务。

COMMIT 或 COMMIT WORK：提交事务，并使已对数据库进行的所有修改变为永久性的。

ROLLBACK 或 ROLLBACK WORK：回滚会结束用户的事务，并撤销正在进行的所有未提交的修改。

SAVEPOINT S1：使用 SAVEPOINT 允许在事务中创建一个回滚点，一个事务中可以有多个 SAVEPOINT；“S1”代表回滚点名称。

ROLLBACK TO [SAVEPOINT] S1：把事务回滚到标记点。

实验准备：

create database SCHOOL;
use SCHOOL;
create table info(id int(10) primary key not null,name varchar(40),money double);

insert into info values(1,'A',1000);  
insert into info values(2,'B',1000); 
select * from info;

1、测试提交事务

 

 begin;
update info set money= money - 100 where name='A';
select * from info;

commit;
quit

mysql -u root -p
use SCHOOL;
select * from info;

2、测试回滚事务

 

 begin;
update info set money= money + 100 where name='A';
select * from info;

rollback;
quit
mysql -u root -p
use SCHOOL;
select * from info;

3、测试多点回滚

 

 

begin;
update info set money= money + 100 where name='A';
select * from info;
SAVEPOINT S1;
update info set money= money + 100 where name='B';
select * from info;
SAVEPOINT S2;
insert into info values(3,'C',1000);

select * from info;
ROLLBACK TO S1;
select * from info;

4、使用 set 设置控制事务

 SET AUTOCOMMIT=0;                        #禁止自动提交
SET AUTOCOMMIT=1;                        #开启自动提交，Mysql默认为1
SHOW VARIABLES LIKE 'AUTOCOMMIT';        #查看Mysql中的AUTOCOMMIT值

如果没有开启自动提交，当前会话连接的mysql的所有操作都会当成一个事务直到你输入rollback|commit;当前事务才算结束。当前事务结束前新的mysql连接时无法读取到任何当前会话的操作结果。
如果开起了自动提交，mysql会把每个sql语句当成一个事务，然后自动的commit。
当然无论开启与否，begin; commit|rollback; 都是独立的事务。

 

 

 use SCHOOL;
select * from info;
SET AUTOCOMMIT=0;
SHOW VARIABLES LIKE 'AUTOCOMMIT';
update info set money= money + 100 where name='B';
select * from info;
quit

mysql -u root -p
use SCHOOL;
select * from info;

三、MySQL 存储引擎

1、存储引擎概念介绍

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

2、MySQL常用的存储引擎：

①、MyISAM

1. 不支持事务、外键约束，只支持表级锁定，

2. 适合单独的查询或写入，读写并发能力较差，支持全文索引，占用资源较小适合硬件资源相对比较差的服务器使用，数据和索引是分开存储的。

3. 使用场景：适用于不需要事务处理，单独的查询或插入数据的业务场景。

②、InnoDB

1. 支持事务、外键约束，支持行级锁定（在全表扫描时仍然表级锁定），

2. 读写并发能力较好，在5.5版本才支持全文索引，缓存能力较好可以减少磁盘IO的压力，数据和索引是存储在一个文件中。

3. 使用场景：适用于一致性要求较高，数据频繁更新，高并发读写的业务场景。

3、MyISAM 表支持 3 种不同的存储格式*：

（1）静态(固定长度)表

静态表是默认的存储格式。静态表中的字段都是非可变字段，这样每个记录都是固定长度的，这种存储方式的优点是存储非常迅速，容易缓存，出现故障容易恢复；缺点是占用的空间通常比动态表多。
固定长度10
存储非常迅速，容器缓存，故障之后容易恢复
id（5）  char(10)
000000001

（2）动态表

动态表包含可变字段（varchar），记录不是固定长度的，这样存储的优点是占用空间较少，但是频繁的更新、删除记录会产生碎片，需要定期执行 OPTIMIZE TABLE 语句或 myisamchk -r 命令来改善性能，并且出现故障的时候恢复相对比较困难。

（3）压缩表 

压缩表由 myisamchk 工具创建，占据非常小的空间，因为每条记录都是被单独压缩的，所以只有非常小的访问开支。

3、MyISAM适用的生产场景

公司业务不需要事务的支持 
单方面读取或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

实验

查看系统支持的存储引擎

show engines;

查看表使用的存储引擎

方法一：

show table status from 库名 where name='表名'\G

方法二：

use 库名;

show create table 表名;

 

 

修改存储引擎

方法一：

通过 alter table 修改

use 库名;

alter table 表名 engine=MyISAM;

eg:

alter table member engine=myisam;

show create table member;

 

 

方法二：
通过修改 /etc/my.cnf 配置文件，指定默认存储引擎并重启服务
vim /etc/my.cnf
......
[mysqld]
......
default-storage-engine=INNODB
 
systemctl restart mysql.service
注意：此方法只对修改了配置文件并重启mysql服务后新创建的表有效，已经存在的表不会有变更。

 

方法三：
通过 create table 创建表时指定存储引擎
use 库名;
create table 表名(字段1 数据类型,...) engine=MyISAM;
eg:
create table stu(name varchar(10),age char(4)) engine=myisam;
show create table stu\G;

 

InnoDB行锁与索引的关系

1）
delete from t1 where id=1;    
如果id字段是主键，innodb对于主键使用了聚簇索引，会直接锁住整行记录。
 
2）
delete from t1 where name='aaa';
如果name字段是普通索引，会先锁住索引的两行，接着会锁住相应主键对应的记录。
 
3）
delete from t1 where age=23;
如果age字段没有索引，会使用全表扫描过滤，这时表上的各个记录都将加上锁。