MySQL索引、事务与存储引擎

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;
quitmysql -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;
quitmysql -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=INNODBsystemctl 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。

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## 3.5 如何尽可能避免死锁？
1）<font color='cornflowerblue'>使用更合理的业务逻辑，以固定的顺序访问表和行</font>；2）<font color='cornflowerblue'>大事务拆小</font>；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<font color='cornflowerblue'>一次锁定所需要的所有资源，减少死锁概率</font>；4）<font color='cornflowerblue'>降低隔离级别</font>。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）<font color='cornflowerblue'>为表添加合理的索引</font>。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。