MySQL索引、事务与存储引擎
索引 事务 存储引擎
- 一、索引
-
- 1.1 索引的概念
- 1.2 索引的实现原理
- 1.2 索引的作用
- 1.3 创建索引的依据
- 1.4 索引的分类和创建
-
- 1.4.1 普通索引 index
- 1.4.2 唯一索引 unique
- 1.4.3 主键索引 primary key
- 1.4.4 组合索引（单列索引与多列索引）
- 1.4.5 全文索引 fulltext
- 1.5 查看索引
- 1.6 删除索引
- 二、MySQL事务
-
- 2.1 事务的概念
- 2.2 事务的ACID特性
- 2.3 事务并发导致的问题
- 2.4 事务的隔离级别
-
- 2.4.1 四种隔离级别
- 2.4.2 管理事务隔离级别
-
- 1）设置隔离级别
- 2）查询隔离级别
- 2.5 事务控制语句
- 2.6 使用 set 设置控制事务（自动提交）
- 三、MySQL 存储引擎
-
- 3.1 存储引擎的概念
- 3.2 常用存储引擎（区别）
- 3.3 语句
-
- 3.3.1 查看
-
- 1）查看系统支持的存储引擎
- 2）查看表使用的存储引擎
- 3.3.2 修改存储引擎
- 3.3.3 创建
- 3.4 InnoDB行锁与索引的关系
- 3.4 死锁
- 3.5 如何尽可能避免死锁？
一、索引
索引：是排序的快速查找的特殊数据结构，定义作为查找条件的字段上，又称为键key，索引通过存储引擎实现。
1.1 索引的概念
索引是一个排序的列表，包含索引字段的值和其相对应的行数据所在的物理地址。
1.2 索引的实现原理
没有索引的情况下，要查询某行数据时，需要先扫描全表，再来定位某行数据，对于表数据很多的情况下，效率较低。
有了索引后，会先通过查找条件的字段值找到其索引对应的行数据的物理地址，然后根据物理地址访问相应的行数据。
1.2 索引的作用
加快表的查询速度，还可以对字段排序。
优点
1）设置了合适的索引之后，数据库利用各种快速定位技术，能够极大地加快查询速度，这是创建索引的最主要的原因；
2）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，避免排序和使用临时表；
3）可以降低数据库的IO成本（减少io次数），并且索引还可以降低数据库的排序成本，将随机I/O转为顺序I/O；
4）通过创建唯一性索引，可以保证数据表中每一行数据的唯一性；
5）可以加快表与表之间的连接；
6）在使用分组和排序时，减少分组和排序的时间；
7）建立索引在搜索和恢复数据库中的数据时能显著提高性能。
缺点
1）会额外占用磁盘空间；
2）更新包含索引的表会花费更多时间，效率会更慢。
1.3 创建索引的依据
1）表中的记录行数较多时，一般超过300行的表建议要有索引；
2）建议在表中的主键字段、外键字段、多表连接使用的公共关键字段、唯一性较好的字段、不经常更新的字段、经常出现在 where、group by、order by 子语句的字段、小字段上面创建索引；
3）不建议在唯一性较差的字段、更新太频繁的字段、大文本字段上面创建索引。
1.4 索引的分类和创建
create table test (id int,name varchar(10),address varchar(10),age int );
1.4.1 普通索引 index
最基本的索引类型，没有唯一性之类的限制。
直接创建索引
create index 索引名 on 表名 (字段);
#索引名建议以“_index”结尾
#举个例子
#创建
create index address_index on test (address);
#查看
show create table info \G;
修改表方式创建
alter table 表名 add index 索引名 (字段);
#举个例子
alter table test add index address_index(address);
创建表的时候指定索引
create table 表名 ( 字段1 数据类型,字段2 数据类型[,...],index 索引名 (列名));
#举个例子
create table test2 (id int ,idd int,name varchar(10),index id_index(id));
1.4.2 唯一索引 unique
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 (字段);
#举个例子
create unique index idd_index on test2(idd);
修改表方式创建
语法
alter table 表名 add unique 索引名 (字段);
#举个例子
alter table test add unique age_index(age);
创建表的时候指定
create table 表名 (字段1 数据类型,字段2 数据类型[,...],unique 索引名 (列名));
1.4.3 主键索引 primary key
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
create table 表名 ([...],primary key (列名));
#举个例子
create table test2 (id int,pid int,primary key(id));
修改表的方式创建
alter table 表名 add primary key (字段);
#举个例子
alter table test add primary key(id);
1.4.4 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。
组合索引
create index 索引名 on 表名 (字段1, 字段2, 字段3,....);
alter table 表名 add index 索引名 (字段1, 字段2, 字段3,....);
create unique index 索引名 on 表名 (字段1, 字段2, 字段3,....);
alter table 表名 add unique 索引名 (字段1, 字段2, 字段3,....);
select ... from 表名 where 字段1=XX and 字段2=XX and 字段3=XX
#用 and 做条件逻辑运算符时，要创建组合索引且要满足最左原则
#用 or 做条件逻辑运算符时，所有字段都要单独创建单列索引
1.4.5 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。
直接创建索引
create fulltext index 索引名 on 表名 (字段);
#举个例子
create fulltext index name_index on test2 (name);
修改表的方式创建
alter table 表名 add fulltext 索引名 (字段);
#举个例子
alter table test2 add fulltext name_index (name);
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');
insert into member values(1,'zhangsan',123123,123123,'nanjing','this is member!');
insert into member values(2,'lisi',456456,456456,'beijing','this is vip!');
insert into member values(3,'wangwu',789789,78979,'shanghai','this is vip member!');
select * from member where match(remark) against('vip');
支持模糊查询
select ... from 表名 where match(字段) against('查询内容');
1.5 查看索引
show create table 表名;
show index from 表名;
show keys from 表名;
各字段的含义如下
| 字段 | 含义 |
|---|---|
| Table | 表的名称 |
| Non_unique | 如果索引不能包括重复词，则为 0；如果可以，则为 1 |
| Key_name | 索引的名称 |
| Seq_in_index | 索引中的列序号，从 1 开始 |
| 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。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 |
1.6 删除索引
直接删除索引
drop index 索引名 on 表名;
修改表方式删除索引
alter table 表名 drop index 索引名;
删除主键索引
alter table 表名 drop primary key;
二、MySQL事务
2.1 事务的概念
事务就是一组数据库操作序列（包含一个或者多个操作命令）.
事务会把所有操作看作一个不可分割的整体向系统提交或撤销操作，所有操作要么都执行，要么都不执行.
2.2 事务的ACID特性
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。
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| 原子性（Atomicity） | 原子性是指事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么都发生，要么都不发生 |
| 一致性（Consistency) | 事务前后数据的完整性必须保持一致 |
| 隔离性（Isolation） | 事务的隔离性是多个用户并发访问数据库时，数据库为每一个用户开启的事务，不能被其他事务的操作数据所干扰，多个并发事务之间要相互隔离 |
| 持久性（Durability） | 事务一旦被提交则不可逆，被持久化到数据库中，接下来即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响 |
在事务管理中，原子性是基础，隔离性是手段，一致性是目的，持久性是结果。
2.3 事务并发导致的问题
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| 脏读 | 指一个事务读取了另外一个事务未提交的数据 |
| 不可重复读 | 在一个事务内读取表中的某一行数据，多次读取结果不同 |
| 虚读(幻读) | 是指在一个事务内读取到了别的事务插入的数据，导致前后读取不一致 |
| 丢失更新 | 两个事务同时读取同一条记录，导致修改结果覆盖 |
2.4 事务的隔离级别
事务的隔离级别决定了事务之间可见的级别。
2.4.1 四种隔离级别
MySQL事务支持如下四种隔离，用以控制事务所做的修改，并将修改通告至其它并发的事务。
1）未提交读( Read Uncommitted(RU))
允许脏读，即允许一个事务可以看到其他事务未提交的修改。
2）提交读(Read Committed(RC))
允许一个事务只能看到其他事务已经提交的修改，未提交的修改是不可见的，防止脏读。
3）可重复读(Repeatable Read(RR))—mysql默认的隔离级别
确保如果在一个事务中执行两次相同的SELECT语句，都能得到相同的结果，不管其他事务是否提交这些修改;
可以防止脏读和不可重复读。
4）串行读(Serializable)—相当于锁表
完全串行化的读，将一个事务与其他事务完全地隔离;
每次读都需要获得表级共享锁，读写相互都会阻塞;
可以防止脏读，不可重复读取和幻读，(事务串行化)会降低数据库的效率。
| 事务隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
|---|---|---|---|
| 读未提交（read-uncommitted） | 是 | 是 | 是 |
| 读已提交（read-committed） | 否 | 是 | 是 |
| 可重复读（repeatable-read） | 否 | 否 | 是 |
| 串行化（serializable） | 否 | 否 | 否 |
mysql默认的事务处理级别是 repeatable read ，而Oracle和SQL Server是 read committed 。
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
2.4.2 管理事务隔离级别
1）设置隔离级别
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
设置会话事务隔离级别
set session transaction isolation level repeatable read;
set @@session.tx_isolation='repeatable-read';
2）查询隔离级别
查询全局事务隔离级别
show global variables like '%isolation%';
SELECT @@global.tx_isolation
查询会话事务隔离级别
show session variables like '%isolation%';
SELECT @@session.tx_isolation;
SELECT @@tx_isolation;
2.5 事务控制语句
#显式地开启一个事务
BEGIN 或 START TRANSACTION
#提交事务，并使已对数据库进行的所有修改变为永久性的。
COMMIT 或 COMMIT WORK
#回滚
#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。
ROLLBACK 或 ROLLBACK WORK
#创建回滚点，相当于存档
#一个事务中可以有多个
#“S1”代表回滚点名称。
SAVEPOINT S1；
#把事务回滚到标记点，相当于读档
ROLLBACK TO [SAVEPOINT] S1;
举个例子
#创建测试用表
use byyb;
create table account(
id int(10) primary key not null,
name varchar(40),
money double
);
insert into account values(1,'A',1000);
insert into account values(2,'B',1000);
#测试提交事务
begin;
update account set money= money - 100 where name='A';
commit;
quit
mysql -u root -p
use byyb;
select * from account;
#测试回滚事务
begin;
update account set money= money + 100 where name='A';
rollback;
mysql -u root -p
use byyb;
select * from account;
#测试多点回滚
begin;
update account set money= money + 100 where name='A';
SAVEPOINT S1;
update account set money= money + 100 where name='B';
SAVEPOINT S2;
insert into account values(3,'C',1000);
select * from account;
ROLLBACK TO S1;
select * from account;
2.6 使用 set 设置控制事务（自动提交）
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或者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。
#禁止自动提交
SET AUTOCOMMIT=0;
#开启自动提交，Mysql默认为1
SET AUTOCOMMIT=1;
#查看Mysql中的AUTOCOMMIT值
SHOW VARIABLES LIKE 'AUTOCOMMIT';
use byyb;
select * from account;
SET AUTOCOMMIT=0;
update account set money= money + 100 where name='B';
select * from account;
quit
mysql -u root -p
use byyb;
select * from account;
三、MySQL 存储引擎
3.1 存储引擎的概念
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。
2）动态表
动态表包含可变字段，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。
3.2 常用存储引擎（区别）
常用存储引擎：InnoDB、MyISAM
MyISAM：不支持事务、外键约束，只支持表级锁定，适合单独的查询或插入的操作，读写并发能力较弱，支持全文索引，硬件资源占用较小，数据文件和索引文件是分开存储的。存储成三个文件：表结构文件.frm、数据文件.MYD、索引文件.MYI
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
InnoDB：支持事务、外键约束，支持行级锁定（在全表扫描时仍然会表级锁定），读写并发能力较好，支持全文索引（5.5版本之后），缓存能力较好可以减少磁盘IO的压力，数据文件也是索引文件。存储成两个文件：表结构文件.frm、数据文件.ibd
使用场景：适用于需要事务的支持，一致性要求高的，数据会频繁更新，读写并发高的业务场景
3.3 语句
3.3.1 查看
1）查看系统支持的存储引擎
show engines;
2）查看表使用的存储引擎
方法一
show table status from 库名 where name='表名'\G
#举个例子
show table status from byyb where name='test'\G
方法二
use 库名;
show create table 表名;
#举个例子
use byyb;
show create table testshow;
3.3.2 修改存储引擎
方法一：通过 alter table 修改
use 库名;
alter table 表名 engine=MyISAM;
方法二：修改配置文件
通过修改 /etc/my.cnf 配置文件，指定默认存储引擎并重启服务。
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，已经存在的表不会更改。
vim /etc/my.cnf
......
[mysqld]
......
default-storage-engine=INNODB
systemctl restart mysqld
3.3.3 创建
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;
3.4 InnoDB行锁与索引的关系
InnoDB行锁是通过给索引项加锁来实现的，如果没有索引，InnoDB将通过隐藏的聚簇索引来对记录加锁。
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。
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。
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。
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。
3.4 死锁
死锁是指两个或多个事务在同一资源上相互占用，并请求锁定对方的资源，从而导致恶性循环的现象。
案例：
create table t1(id int primary key, name char(3), age int);
insert into t1 values(1,'aaa',22);
insert into t1 values(2,'bbb',23);
insert into t1 values(3,'aaa',24);
insert into t1 values(4,'bbb',25);
insert into t1 values(5,'ccc',26);
insert into t1 values(6,'zzz',27);
session 1 session 2
begin; begin;
delete from t1 where id=5;
select * from t1 where id=1 for update;
delete from t1 where id=1; #死锁发生
update t1 set name='abc' where id=5; #死锁发生
#for update 可以为数据库中的行上一个排它锁。当一个事务的操作未完成时候，其他事务可以读取但是不能写入或更新。
#共享锁：又叫做读锁，当用户要进行数据的读取时，对数据加上共享锁，共享锁可以同时加上多个。
#排他锁：又叫做写锁，当用户要进行数据的写入时，对数据加上排他锁，排他锁只可以加一个，它和其它的排他锁,共享锁都相斥。
3.5 如何尽可能避免死锁？
1）使用更合理的业务逻辑，以固定的顺序访问表和行；
2）大事务拆小；
大事务更倾向于死锁，如果业务允许，将大事务拆小；
3）在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁概率；
4）降低隔离级别。
如果业务允许，将隔离级别调低也是较好的选择，比如将隔离级别从RR调整为RC，可以避免掉很多因为gap锁造成的死锁；
5）为表添加合理的索引。
n;
delete from t1 where id=5;
select * from t1 where id=1 for update;
delete from t1 where id=1; #死锁发生
update t1 set name=‘abc’ where id=5; #死锁发生
#for update 可以为数据库中的行上一个排它锁。当一个事务的操作未完成时候，其他事务可以读取但是不能写入或更新。
#共享锁：又叫做读锁，当用户要进行数据的读取时，对数据加上共享锁，共享锁可以同时加上多个。
#排他锁：又叫做写锁，当用户要进行数据的写入时，对数据加上排他锁，排他锁只可以加一个，它和其它的排他锁,共享锁都相斥。
## 3.5 如何尽可能避免死锁？
1）使用更合理的业务逻辑，以固定的顺序访问表和行；
2）大事务拆小；
大事务更倾向于死锁，如果业务允许，将大事务拆小；
3）在同一个事务中，尽可能做到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁概率；
4）降低隔离级别。
如果业务允许，将隔离级别调低也是较好的选择，比如将隔离级别从RR调整为RC，可以避免掉很多因为gap锁造成的死锁；
5）为表添加合理的索引。
如果不使用索引将会为表的每一行记录添加上锁，死锁的概率大大增大。