一、MySQL的索引

索引是通过某种算法，构建出一个数据模型，用于快速找出在某个列中有一特定值的行，不使用索引，MySQL必须从第一条记录开始读完整个表，直到找出相关的行，表越大，查询数据所花费的时间就越多，如果表中查询的列有一个索引，MySQL能够快速到达一个位置去搜索数据文件，而不必查看所有数据，那么将会节省很大一部分时间。

索引的优点：

• 大大加快数据的查询速度
• 使用分组和排序进行数据查询时，可以显著减少查询时分组和排序的时间
• 创建唯一索引，能够保证数据库表中每一行数据的唯一性
• 在实现数据的参考完整性方面，可以加速表和表之间的连接

索引的缺点

• 创建索引和维护索引需要消耗时间，并且随着数据量的增加，时间也会增加

• 索引需要占据磁盘空间

• 对数据表中的数据进行增加，修改，删除时，索引也要动态的维护，降低了维护的速度

创建索引的原则

• 更新频繁的列不应设置索引

• 数据量小的表不要使用索引

• 重复数据多的字段不应设为索引，一般来说：重复的数据超过百分之15就不该建索引

• 首先应该考虑对where 和 order by 涉及的列上建立索引

1.1 索引的分类

索引是存储引擎用来快速查找记录的一种数据结构，按照实现的方式类分，主要有Hash索引和B+Tree索引

图片.png 图片.png

按照功能划分，索引划为以下分类:

• 单列索引：一个索引只包含单个列，但一个表中可以有多个单列索引;
  • 普通索引：MySQL中基本索引类型，没有什么限制，允许在定义索引的列中插入重复值和空值，纯粹为了查询数据更快一点。
  • 唯一索引：唯一索引与前面的普通索引类似，不同的就是：索引列的值必须唯一，但允许有空值。如果是组合索引，则列值的组合必须唯一。它有以下几种创建方式：
  • 主键索引：每张表一般都会有自己的主键，当我们在创建表时，MySQL会自动在主键列上建立一个索引，这就是主键索引。主键是具有唯一性并且不允许为NULL，所以他是一种特殊的唯一索引。
• 组合索引：组合索引也叫复合索引，指的是我们在建立索引的时候使用多个字段，例如同时使用身份证和手机号建立索引，同样的可以建立为普通索引或者是唯一索引。复合索引的使用复合最左原则。
• 全文索引：全文索引主要用来查找文本中的关键字，而不是直接与索引中的值相比较，它更像是一个搜索引擎，基于相似度的查询，而不是简单的where语句的参数匹配。
• 空间索引：空间索引是对空间数据类型的字段建立的索引，MYSQL中的空间数据类型有4种，分别是GEOMETRY、POINT、LINESTRING、POLYGON。

1.2 单列索引的操作

1.2.1 普通索引

1.2.1.1 创建索引

-- 方式1-创建表的时候直接指定
create  table student(
    name varchar(20),
    -- 省略部分代码
    index index_name(name) -- 给name列创建索引
);

-- 方式2-直接创建
create index indexname on tablename(columnname); 

-- 方式3-修改表结构(添加索引)
alter table tablename add index indexname(columnname)

1.2.1.2 查看索引

-- 1、查看数据库所有索引 
select * from mysql.`innodb_index_stats` a where a.`database_name` = '数据库名'; 

-- 2、查看表中所有索引 
select * from mysql.`innodb_index_stats` a where a.`database_name` = '数据库名' and a.table_name like '%表名%'; 

-- 3、查看表中所有索引 
show index from table_name; 

1.2.1.3 删除索引

-- 方法1
drop index 索引名 on 表名 

-- 方法2
alter table 表名 drop index 索引名 

1.2.2 唯一索引

1.2.2.1 创建索引

-- 方式1-创建表的时候直接指定
create  table student2(
    card_id varchar(20),
    -- 省略部分代码
    unique index_card_id(card_id) -- 给card_id列创建索引
);

-- 方式2-直接创建
create unique index 索引名 on 表名(列名) 

-- 方式3-修改表结构(添加索引)
alter table 表名 add unique [索引名] (列名)

1.2.2.2 删除索引

-- 方法1
drop index index_card_id on student2 

-- 方法2
alter table student2 drop index index_phone_num

1.3 组合索引

-- 创建索引的基本语法-- 普通索引
create index indexname on table_name(column1(length),column2(length)); 

-- 操作-删除索引
 drop index index_phone_name on student; 
 
-- 创建索引的基本语法-- 唯一索引
create  unique index index_phone_name on student(phone_num,name); 

1.4 全文索引

全文索引的关键字是fulltext，MySQL 中的全文索引，有两个变量，最小搜索长度和最大搜索长度，对于长度小于最小搜索长度和大于最大搜索长度的词语，都不会被索引。通俗点就是说，想对一个词语使用全文索引搜索，那么这个词语的长度必须在以上两个变量的区间内。这两个的默认值可以使用以下命令查看:

show variables like '%ft%';

参数解释如下表

#	参数名称	默认值	最小值	最大值	作用
1	ft_min_word_len	4	1	3600	MyISAM 引擎表全文索引包含的最小词长度
2	ft_query_expansion_limit	20	0	1000	MyISAM引擎表使用 with query expansion 进行全文搜索的最大匹配数
3	innodb_ft_min_token_size	3	0	16	InnoDB 引擎表全文索引包含的最小词长度
4	innodb_ft_max_token_size	84	10	84	InnoDB 引擎表全文索引包含的最大词长度

操作如下

-- 修改表结构添加全文索引
alter table t_article add fulltext index_content(content)
 
-- 直接添加全文索引
create fulltext index index_content on t_article(content);

使用全文索引使用 match 和 against 关键字，格式:

match (col1,col2,...)  against(expr [search_modifier])

1.5 空间索引

• MySQL在5.7之后的版本支持了空间索引，而且支持OpenGIS几何数据模型

• 空间索引是对空间数据类型的字段建立的索引，MYSQL中的空间数据类型有4种，分别是GEOMETRY、POINT、LINESTRING、POLYGON。

• MYSQL使用SPATIAL关键字进行扩展，使得能够用于创建正规索引类型的语法创建空间索引。

• 创建空间索引的列，必须将其声明为NOT NULL。

类型	含义	说明
Geometry	空间数据	任何一种空间类型
Point	点	坐标值
LineString	线	有一系列点连接而成
Polygon	多边形	由多条线组成

例如：

create table shop_info (
  id  int  primary key auto_increment comment 'id',
  shop_name varchar(64) not null comment '门店名称',
  geom_point geometry not null comment '经纬度',
  -- 空间索引
  spatial key geom_index(geom_point)
);

二、MySQL的存储引擎

数据库存储引擎是数据库底层软件组织，数据库管理系统（DBMS）使用数据引擎进行创建、查询、更新和删除数据。不同的存储引擎提供不同的存储机制、索引技巧、锁定水平等功能。现在许多不同的数据库管理系统都支持多种不同的数据引擎。MySQL的核心就是存储引擎。用户可以根据不同的需求为数据表选择不同的存储引擎

可以使用 SHOW ENGINES 命令 可以查看Mysql的所有执行引擎我们 可以看到默认的执行引擎是innoDB，支持事务，行级锁定和外键。

图片.png

• MyISAM：Mysql 5.5之前的默认数据库引擎，最为常用。拥有较高的插入，查询速度，但不支持事务
• InnoDB：事务型速记的首选引擎，支持ACID事务，支持行级锁定，MySQL5.5成为默认数据库引擎
• Memory： 所有数据置于内存的存储引擎，拥有极高的插入，更新和查询效率。但是会占用和数据量成正比的内存空间。并且其内容会在MYSQL重新启动是会丢失。
• Archive ：非常适合存储大量的独立的，作为历史记录的数据。因为它们不经常被读取。Archive 拥有高效的插入速度，但其对查询的支持相对较差
• Federated ：将不同的 MySQL 服务器联合起来，逻辑上组成一个完整的数据库。非常适合分布式应用
• CSV ：逻辑上由逗号分割数据的存储引擎。它会在数据库子目录里为每个数据表创建一个 .csv 文件。这是一种普通文本文件，每个数据行占用一个文本行。CSV 存储引擎不支持索引。
• BlackHole： 黑洞引擎，写入的任何数据都会消失，一般用于记录 binlog 做复制的中继
• ERFORMANCE_SCHEMA存储引擎该引擎主要用于收集数据库服务器性能参数。
• Mrg_Myisam Merge存储引擎，是一组MyIsam的组合，也就是说，他将MyIsam引擎的多个表聚合起来，但是他的内部没有数据，真正的数据依然是MyIsam引擎的表中，但是可以直接进行查询、删除更新等操作。

一些引擎用的操作如下：

-- 查询当前数据库支持的存储引擎：
show engines;
 
-- 查看当前的默认存储引擎：
show variables like ‘%storage_engine%’;

-- 查看某个表用了什么引擎(在显示结果里参数engine后面的就表示该表当前用的存储引擎): 
show create table student; 
 
-- 创建新表时指定存储引擎：
create table(...) engine=MyISAM;
 
-- 修改数据库引擎
alter table student engine = INNODB;
alter table student engine = MyISAM;

三、MySQL的事物

3.1 概述

数据库存储引擎是数据库底层软件组织，数据库管理系统（DBMS）使用数据引擎进行创建、查询、更新和删除数据。不同的存储引擎提供不同的存储机制、索引技巧、锁定水平等功能。现在许多不同的数据库管理系统都支持多种不同的数据引擎。MySQL的核心就是存储引擎。用户可以根据不同的需求为数据表选择不同的存储引擎

可以使用 SHOW ENGINES 命令 可以查看Mysql的所有执行引擎我们 可以到 默认的执行引擎是innoDB 支持事务，行级锁定和外键。

在MySQL中的事务（Transaction）是由存储引擎实现的，在MySQL中，只有InnoDB存储引擎才支持事务。事务处理可以用来维护数据库的完整性，保证成批的 SQL 语句要么全部执行，要么全部不执行。事务用来管理 DDL、DML、DCL 操作，比如 insert,update,delete 语句，默认是自动提交的。

3.2 事物的操作

• 开启事务：Start Transaction

  • 任何一条DML语句(insert、update、delete)执行，标志事务的开启
  • 命令：BEGIN 或 START TRANSACTION

• 提交事务：Commit Transaction

  • 成功的结束，将所有的DML语句操作历史记录和底层硬盘数据来一次同步
  • 命令：COMMIT

• 回滚事务：Rollback Transaction

  • 失败的结束，将所有的DML语句操作历史记录全部清空
  • 命令：ROLLBACK

之前的所有SQL操作其实也有事务，只是MySQL自动帮我们完成的，每执行一条SQL时MySQL就帮我们自动提交事务，因此如果想要手动控制事务，则必须关闭MySQL的事务自动提交。在MySQL中直接用 SET 来改变 MySQL 的自动提交模式:

select @@autocommit;
set autocommit=0 禁止自动提交 
set autocommit=1 开启自动提交 

3.3 事物的隔离级别

• 读未提交(Read uncommitted)：一个事务可以读取另一个未提交事务的数据，最低级别，任何情况都无法保证,会造成脏读。
• 读已提交(Read committed)：一个事务要等另一个事务提交后才能读取数据，可避免脏读的发生，会造成不可重复读。
• 可重复读(Repeatable read)：就是在开始读取数据（事务开启）时，不再允许修改操作，可避免脏读、不可重复读的发生，但是会造成幻读。
• 串行(Serializable)：是最高的事务隔离级别，在该级别下，事务串行化顺序执行，可以避免脏读、不可重复读与幻读。但是这种事务隔离级别效率低下，比较耗数据库性能，一般不使用。

Mysql的默认隔离级别是Repeatable read。

-- 查看隔离级别 
show variables like '%isolation%'; 

-- 设置隔离级别
/*
set session transaction isolation level 级别字符串
级别字符串：read uncommitted、read committed、repeatable read、serializable
*/
-- 设置read uncommitted
set session transaction isolation level read uncommitted;
 
-- 设置read committed
set session transaction isolation level read committed;
 
-- 设置repeatable read
set session transaction isolation level repeatable read;
 
-- 设置serializable
set session transaction isolation level serializable;

事务A 按照一定条件进行数据读取， 期间事务B 插入了相同搜索条件的新数据，事务A再次按照原先条件进行读取时，发现了事务B 新插入的数据 称为幻读

如果事务A 按一定条件搜索， 期间事务B删除了符合条件的某一条数据，导致事务A 再次读取时数据少了一条。这种情况归为不可重复读

四、MySQL的锁机制

4.1 概述

锁是计算机协调多个进程或线程并发访问某一资源的机制（避免争抢）。在数据库中，除传统的计算资源（如 CPU、RAM、I/O 等）的争用以外，数据也是一种供许多用户共享的资源。如何保证数据并发访问的一致性、有效性是所有数据库必须解决的一个问题，锁冲突也是影响数据库并发访问性能的一个重要因素。从这个角度来说，锁对数据库而言显得尤其重要，也更加复杂。

锁有以下几种分类

1. 从对数据操作的粒度分 ：

• 表锁：操作时，会锁定整个表。
• 行锁：操作时，会锁定当前操作行

2. 从对数据操作的类型分：

• 读锁（共享锁）：针对同一份数据，多个读操作可以同时进行而不会互相影响。
• 写锁（排它锁）：当前操作没有完成之前，它会阻断其他写锁和读锁。

4.2 MySQL锁的特点

相对其他数据库而言，MySQL的锁机制比较简单，其最显著的特点是不同的存储引擎支持不同的锁机制。

存储引擎	表级锁	行级锁
MyISAM	支持	不支持
InnoDB	支持	支持
MEMORY	支持	不支持
BDB	支持	不支持

MySQL锁的特性可大致归纳如下 ：

锁类型	特点
表级锁	偏向MyISAM存储引擎，开销小，加锁快；不会出现死锁；锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发度最低
行级锁	偏向InnoDB存储引擎，开销大，加锁慢；会出现死锁；锁定粒度小，发生锁冲突的概率最低，并发度也最高

仅从锁的角度来说：

• 表级锁更适合于以查询为主，只有少量按索引条件更新数据的应用，如Web 应用；

• 行级锁则更适合于有大量按索引条件并发更新少量不同数据，同时又有并查询的应用，如一些在线事务处理（OLTP）系统。

4.3 MyISAM表锁

MyISAM 在执行查询语句（SELECT）前，会自动给涉及的所有表加读锁，在执行更新操作（UPDATE、DELETE、INSERT 等）前，会自动给涉及的表加写锁，这个过程并不需要用户干预，因此，用户一般不需要直接用 LOCK TABLE 命令给 MyISAM 表显式加锁

-- 加读锁 ： 
lock table table_name read; 
-- 加写锁 ： 
lock table table_name write；

表锁特点：

• 对MyISAM 表的读操作，不会阻塞其他用户对同一表的读请求，但会阻塞对同一表的写请求；
• 对MyISAM 表的写操作，则会阻塞其他用户对同一表的读和写操作；

此外，MyISAM 的读写锁调度是写优先，这也是MyISAM不适合做写为主的表的存储引擎的原因。因为写锁后，其他线程不能做任何操作，大量的更新会使查询很难得到锁，从而造成永远阻塞。

4.4 InnoDB行锁

InnoDB 与 MyISAM 的最大不同有两点：一是支持事务；二是 采用了行级锁。InnoDB 实现了以下两种类型的行锁：

• 共享锁（S）：又称为读锁，简称S锁，共享锁就是多个事务对于同一数据可以共享一把锁，都能访问到数据，但是只能读不能修改。
• 排他锁（X）：又称为写锁，简称X锁，排他锁就是不能与其他锁并存，如一个事务获取了一个数据行的排他锁，其他事务就不能再获取该行的其他锁，包括共享锁和排他锁，但是获取排他锁的事务是可以对数据就行读取和修改。

对于UPDATE、DELETE和INSERT语句，InnoDB会自动给涉及数据集加排他锁（X)；而对于普通SELECT语句，InnoDB不会加任何锁；可以通过以下语句显示给记录集加共享锁或排他锁 。

-- 共享锁（S）：
SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE 
-- 排他锁（X) ：
SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE