数据库的索引

索引的特点

1）加快查询的速度

2）索引自身是一种数据结构，也要占用存储空间

3）当我们需要进行增删改的时候，也要对索引进行更新（也需要额外的空间开销）

sql操作

查看索引

show index from 表名;

查看某个表是否有索引，以及有几个索引

⚠在没有约束的情况下，数据表的索引是无法显示出来的

MySQL的unique，primary key和foreign key都可以自动生成索引

一个表的索引可以有多个，每个索引都是根据某个具体的列来展开的

创建索引

create index 索引名 on 表名(列名);

这个操作要慎用，如果表本身就有很多数据，此时创建索引操作会触发大量的IO

删除索引

drop index 索引名 on 表名;

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索引底层的数据结构 

采用B+树作为数据结构，前身B树，也叫B-树

B树是一个N叉搜索树，在二叉搜索树上进行拓展，要求这里是有序的

一个节点上可能包含N个值，N个值划分出N+1个区间

同样的高度的树，能表示的元素比二叉搜索树就多很多了

当采用B树进行查询时，总的比较次数增加了，但是同一个结点的这些key都是一次硬盘IO就都出来了，也就相当于内存1万多次的比较了

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B+树是在B树上进行了改进

B+树的特点

1. 同样是N叉搜索树，每个结点包含多个key，N个key划分出N个区间

2. 每个结点的N个key中，会存在一个最大值

3. 每个结点的key，都会在子树中重复出现

（重复出现的好处：所有的数据都包含在叶结点这一层中）

4. 把叶结点站之间采用链式结构进行相连

1）此时进行范围查询，id>=4 and <= 10

先根据4找到对应的位置，沿着链表往后遍历到10就找到了

如果没有这个链式结构，就可能需要反复的对树进行回溯，就会很麻烦

2）针对B+树的查询时间是稳定的

查询任何一个元素，都是需要从根节点查询到子节点的

过程中经过的硬盘IO次数是一样的

3）只需要在叶结点存储数据，其他非叶节点存储key就行（这个key占用的空间很小）

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数据库的事务

很多时候进行多个sql的操作，我们是希望将它们打包在一起的

第一个解决办法：不让数据库挂

但是数据库真挂了，我们也要有一个应对措施，采用事务

事务可以保证上面两个sql语句要么都执行成功，要么都不执行

（都不执行其实是有执行的，只是数据库恢复的时候，把数据都还原回去了，这叫回滚）

那数据库咋知道之前的数据是多少？

数据库对于事务有特殊的机制（undo log + redo log），通过日志打印，写道文件里

数据库中间挂了，但是日志已经记录下来了，数据库重启之后会读取之前的日志，对于在执行一半的事务会进行操作回滚

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事务的核心特性

1.原子性。通过事务将多个操作打包在一起（事务最重要特性）

2.一致性。原子性的延申，当数据库中间出问题了，不会出现上述钱凭空消失的情况

另一方面，通过约束避免数据出现一些非法情况

3.持久性。事务任何的修改都是持久化存在（写入硬盘的），无论是重启程序，还是重启主机，修改都不会消失

4.隔离性。多个事务并发执行的时候会带来一些问题。通过隔离性来对问题进行权衡，看希望数据准确还是希望速度尽量快

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并发：一个服务器会涉及多个客户端。如果多个客户端同时给数据库发起事务请求，就叫做并发执行事务

如果多个事务是修改不同的表，问题不大；修改相同的表会产生一些bug

典型bug1：脏读问题

当前两个事务1，2，其中事务1修改了某些数据但还未提交

事务2也读取了同一个数据，此时事务2读到的数据可能是一个脏的数据，因为事务1后续可能还要修改这个数据

解决脏读问题，核心思路是降低事务并发程度。

给写操作加锁（意味着在释放锁之前你是不可访问的）

写的时候不能读，写完提交（释放锁）后才可读

典型bug2：不可重读性

这个是写加锁的前提下导致的问题。虽然写加锁了，但是可以分成多个事务，多次提交的方式来修改数据。

有事务1，2。其中事务1先修改数据（写加锁），此时事务2想读数据，就需要等事务1提交完

等到事务1终于提交了之后，事务2开始读数据

又多了一个事务3，事务3又修改了上述的数据。导致事务2在读的过程中，两次读到的结果不同

也就是事务2在读的同时事务3又在写

所以解决这个问题很简单，给读加个锁就行了，相当于加个约定，读的时候不能写

典型bug3：幻读

有事务1，2。事务1修改数据，提交；事务2开始读数据

此时事务3新增了一个其他的数据，此时事务2就可能出现两次读取的结果集不同

解决幻读问题，用串行化，不进行任何并发了，每个事务是进行串行进行的

执行完第一个，再执行第二个，再执行第三个

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MySQL配置中，提供了隔离级别的选项，程序员可以根据需要调整隔离级别，适应不同的情况

1）read uncommited 读未提交，并行程度最高，隔离程度最低，效率最高，数据最不靠谱，可能出现上面的三个bug

2）read commited 读已提交，相当于给写操作加锁，并行程度降低，隔离程度提高，效率降低，数据更靠谱

3）repeatable read 可重复读，相当于给读操作和写操作都加锁了。但可能出现幻读

4）serializable 串行化 让所有事务串行执行，数据最靠谱

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使用

start transaction; --执行事务之前，开启事务

commit; --告诉服务器，事务完毕

rollback; --告诉服务器要进行回滚