【MySQL】事务及索引

事务

事务 是一组操作的集合，它是一个不可分割的工作单位，事务会把所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求，即这些操作要么同时成功，要么同时失败。

最常见的一个例子就是 用户A 给 用户B 转 1000元，那么 用户A 的余额就要少 1000，而 用户B 的余额就要多1000，这完整的一件事必须都执行成功，即用户A 的钱确实少了1000，用户B 的钱确实多了1000，不能因为其它异常情况而导致 A 的少了1000，而 B 却没有多1000，要么 A 的就不少 1000，B的也不多 1000。

我们先创建一张表：

create table account (
id int auto_increment primary key comment ' 主键ID',
name varchar(10) comment '姓名',
money int comment '余额'
) comment '账户表';

-- 插入数据
insert into account(id, name, money) VALUES (null, '张三', 2000), (null, '李四', 2000);

表的数据如下图所示：

现在我们开始模拟转账的过程（张三给李四转账1000）：

转账后两人余额情况：

那现在假设语句书写错误：

张三和李四两个人的总金额就发生了变化。

事务操作

在 MySQL 命令行的默认设置下，事务都是自动提交的，即执行 SQL 语句后就会马上执行 COMMIT 操作。

为了避免这种情况，我们可以设置事务提交方式，把自动提交改成手动提交。

• 查看/设置 事务提交方式
  SELECT @@autocommit;
  SET @@autocommit = 0;
  

• 提交事务
  COMMIT;

• 回滚事务
  ROLLBACK;

现在我们在尝试操作转账这个过程：

这里看似转账成功了，但是当我们重新打开一个 mysql 客户端就可以发现并没有转账成功：

现在我们在最开始的客户端提交事务：

手动提交后，在重新开启的客户端就可以看到表里的金额发生了变化：

如果我们在执行 SQL语句发生错误时，我们就不再提交事务，而是选择 回滚 rollback;，这样就可以恢复到上次提交时状态，这里就不做演示了。

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上面的事务操作是修改默认的事务提交方式，使用手动提交事务完成的。

现在我们不修改事务的提交方式，来完成上面的效果：

• 开启事务
  START TRANSACTION; 或 BEGIN;
  
  

• 提交事务
  COMMIT;
  
  

• 回滚事务
  ROLLBACK;
  注意：commit 提交后(假设语句都是正确的情况下)，回滚 rollback 并不会回到事务提交前，回滚是发生错误时候使用的，发生了错误肯定就不要 commit 了
  

事务四大特性(ACID)

• 原子性（Atomicity）：事务是不可分割的最小操作单元，要么全部成功，要么全部失败。就像刚刚的转账，转成功就是张三减1000，李四加1000，失败就还是原来样子，没有谁多谁少。
• 一致性（Consistency）：事务完成时，必须使所有的数据都保持一致状态。无论转账是否成功，两人总金额都是4000。
• 隔离性（Isolation）：数据库系统提供的隔离机制，保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。事务A的操作并不会影响事务B。
• 持久性（Durability）：事务一旦提交或回滚，对数据库中的数据大改变就是永久的。

并发事务问题

• 脏读
  一个事务读取到另外一个事务还没有提交的数据。
• 不可重复读
  一个事务先后读取同一条记录，但两次读取的数据不同，称之为不可重复读。
• 幻读
  一个事务按照条件查询数据时，没有对应的数据行，但是在插入数据时，又发现这行数据已经存在，好像出现 “幻影”。

事务隔离级别

针对以上的事务并发问题，我们可以设置具体的隔离来解决：

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
Read uncommitted	√	√	√
Read committed	×	√	√
Repeatable Read（默认）	×	×	√
Serializable	×	×	×

（注意：√ 表示会出现，× 表示不会出现，例如，在使用 Read committed 隔离后，会出现不可重复读和幻读）
隔离级别越高，性能就越低，性能越高，数据安全性就越低。

查看事务隔离级别
SELECT @@TRANSACTION_ISOLATION;

设置事务隔离级别
SET [SESSION | GLOBAL] TRANSACTION ISOLATION LEVEL {READ UNCOMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE}

事务隔离效果演示

使用 Read uncommitted 就会出现脏读的情况：

A 读取到了 B 还没有提交后的数据就是脏读。

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现在我们将隔离级别修改成 Read committed：

Read committed 虽然解决了脏读，但是并不能解决 不可重复读这个问题：

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将隔离级别修改成 默认的 Repeatable Read，就可以解决不可重复读这个问题：

但是会出现幻读这个情况：

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使用 Serializable 隔离可以解决幻读这个现象：

只有事务A 提交后，事务B 才会执行刚刚一直在等待执行的语句：

索引

索引 (index) 是帮助 MysQL 高效获取数据的数据结构(有序)。说直白点，索引就是为了提高查询的效率。但索引的存在也占用了额外的空间，也降低了更新表 (insert，update等) 的速度。

索引操作

• 查看索引 — show index from 表名;
  
• 创建索引 — create index 索引名 on 表名 (列名);
  
• 删除索引 — drop index 索引名 on 表名;
  

索引结构

索引的存在是为了提高查询速度，那么我们可以想到哈希表和二叉搜索树都是查询速度比较快的结构，但是在 mysql 中，我们也常使用 范围查询(between …)，而哈希表只适用等值查询，对于二叉搜索树结构，那树的深度会随着表中的数据增多而变深，每次查找或插入也并不理想。

所以针对以上情况，mysql 使用的是 B+ 树，在了解 B+ 树之前，先看一下 B 树：

B 树，也叫多路平衡查找树，以一棵最大度为 5 的 B 树为例（每个节点最多存储4个key，5个指针）：

将一段数据分为多个区间存储，比二叉树的深度减少了很多。

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B+ 树： 以一棵最大度为 5 的 B+ 树为例：

MySQL 索引数据结构对经典的 B+Tree 进行了优化。在原 B+Tree 的基础上，增加一个指向相邻叶子节点的链表指针，就形成了带有顺序指针的 B+Tree，提高区间访问的性能。

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综上可以总结出使用 B+ 树的原因：

• 相对于二叉树，层级更少，搜索效率高。
• 在 B 树中，叶子结点和非叶子结点都会保存数据，导致一定空间内的键值就会减少，指针跟着减少，若同样要保存大量数据，只能增加树的高度，从而导致性能降低。
• 对于 hash 索引，B+ 树支持范围查询和排序操作，而 hash 只支持等值查询。